Leçons de géologie (Delamétherie)/Tome I/Section première

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LEÇONS


DE GÉOLOGIE.




SECTION PREMIÈRE.


DE LA FORMATION DU GLOBE TERRESTRE.


Le globe terrestre [1] a été formé, comme tous les autres globes, par la cristallisation d’une matière première (l’Akasch des Brachmanes, Strabon, lib. 15, ou la Nébuleuse de Herschell), dont ont été composées les diverses substances minérales. Quelques-unes de ces substances sont cristallisées d’une manière régulière, les autres le sont d’une manière confuse ; le résultat de toutes ces cristallisations particulières a été la formation du globe terrestre.

Cette vue générale ne suffit pas au géologue ; il cherche les causes de chaque phénomène particulier ; quelques-uns s’expliquent heureusement par les connaissances acquises : mais plusieurs sont encore enveloppes d’obscurités, lesquelles ne pourront être levées que par les nouveaux faits que les observateurs recueilleront ; il en est même, sans doute, dont les causes échapperont toujours à l’esprit humain.

C’est cette tâche difficile que je vais essayer de remplir, d’après les principes que j’ai déjà exposés [2] ; je dois les rappeler sommairement, parce qu’ils serviront à l’intelligence des explications particulières que je donnerai des divers phénomènes. Mais ce ne sera qu’après l’exposition générale des faits, que nous pourrons discuter ces théories.

J’ai supposé que toute la matière qui compose notre globe, a été fluide dans le principe ; cette opinion est assez généralement admise, mais on n’est pas d’accord sur l’espèce de fluidité dont elle a joui.

Cette fluidité a pu être,

Aériforme,
Ignée,
Ou aqueuse.

Mais il faut préalablement exposer les faits, et c’est ce que je vais faire.

Plusieurs anciens philosophes, et particulièrement les Sabéens, supposaient assez généralement que les astres et le globe de la terre en particulier, étaient des êtres animés, des espèces d’animaux. Nous exposerons ailleurs les motifs sur lesquels ils appuyaient cette opinion, assez peu fondée pour qu’elle soit aujourd’hui presque universellement abandonnée.

D’autres philosophes, tels qu’Anaximène, croyaient que tous les globes avaient été formés primitivement de substances jouissant d’une fluidité aériforme.

Des troisièmes, prétendaient que le globe terrestre avait été primitivement soumis à l’action du feu, et avait joui d’une fluidité ignée. C’était l’opinion des stoïciens.

Enfin des quatrièmes, tels que Thalès, le disaient le produit de substances qui avaient joui d’une dissolution aqueuse.

Nous discuterons toutes ces opinions après avoir exposé les faits.

Mais nous admettrons l’opinion la plus généralement reçue aujourd’hui : savoir, que les couches extérieures du globe, ses strates, ont joui d’une dissolution aqueuse. C’est d’après cette hypothèse, que nous tâcherons d’expliquer les phénomènes géologiques de la croûte extérieure du globe, et de sa surface.

Quant aux phénomènes qui s’opèrent, ou se sont opérés au-dessous de cette croûte, nous n’avons que des analogies que nous exposerons.

J’ai supposé que le noyau du globe avait été formé de substances qui jouissaient d’une fluidité aériforme. [3]


DE LA FIGURE DU GLOBE TERRESTRE.


La figure du globe terrestre est un des points fondamentaux de sa théorie, parce qu’elle suppose sa fluidité.

Les anciens philosophes avaient des notions assez précises sur la figure de la terre ; ils reconnaissaient qu’elle était sphérique, mais c’est dans ces derniers tems qu’on a déterminé sa figure d’une manière plus rigoureuse. Les faits ont démontré qu’elle n’est point sphérique, mais qu’elle est un ellipsoïde applati vers les pôles ; cet applatissement est même plus considérable dans l’hémisphère austral, que dans le boréal.

On a trois moyens pour déterminer la figure du globe terrestre.

1. La mesure d’arcs du méridien à différentes latitudes.

2. La longueur du pendule à différentes latitudes.

3. La théorie des forces centrales.

Newton rechercha, d’après la théorie des forces centrales, quel devait être le rapport de l’axe de la terre, à celui d’un diamètre de l’équateur. Il supposa les couches du globe, homogènes, et que toutes les parties de matières s’attirent mutuellement ; par conséquent, toutes les parties du globe pesaient les unes sur les autres : il trouva le rapport des deux diamètres, comme 229 à 230.

Le second moyen qu’on a pour déterminer la figure de la terre, est la longueur de la verge du pendule à secondes ; car il est certain que, plus le point où on fait l’observation, est éloigné du centre de la terre, plus la verge du pendule doit être courte, Les observations ont déterminé la longueur de la verge de ces pendules, sous les différentes latitudes. Elle est,

Sous l’équateur 36 pouces 7.21 lignes
À la latitude de 45 degrés 36 8.35
À la latitude de Paris, 48° 50′ 36 8.67
Sous le cercle polaire 36 9.09
Sous le pôle, elle doit être 36 9.41

La différence entre la longueur du pendule sous l’équateur, et celle à la latitude de Paris, est de 1.46 lignes, dont 0.86 pour la force centrifuge, et 0.60, pour l’applatissement de la terre : car il y a deux élémens qui influent sur la longueur du pendule.

a L’exhaussement de la terre sous l’équateur, d’où il s’ensuit qu’un point de sa surface y est plus éloigné du centre.

b La force centrifuge qui est considérable sous l’équateur, et va, en diminuant jusqu’aux pôles, où elle est nulle.

Les astronomes supposent aujourd’hui avec Borda, dit La Place, que la longueur du pendule à l’observatoire de Paris, est de 0,741,887 mètres.

Et qu’ainsi, le pendule simple de la longueur d’un mètre, ferait 86116.5 oscillations dans un jour.

3. Enfin, le troisième moyen de connaître la figure de la terre, est d’en mesurer les arcs des méridiens, à différentes latitudes. Ces mesures, exécutées avec tout le soin possible, par des savans du plus grand mérite, n’ont pas donné des résultats exactement uniformes ; on a donc été obligé de prendre des termes moyens.

La Condamine calcula, d’après les différentes mesures des arcs du méridien, le rapport qui devait exister entre les deux diamètres de la terre ; il trouva que ce rapport devait être comme 303 à 304.

Mais le degré du méridien, mesuré en Laponie, sous le cercle polaire, par les académiciens français, Maupertuis et ses collègues, était de 57,419 toises, ce qui supposait que la terre est beaucoup plus applatie que ne la donnaient les autres mesures des différens arcs du méridien, faites en différens pays ; car, suivant cette mesure, le diamètre de rotation, ou l’axe, serait plus court que celui de l’équateur, d’environ , c’est-à dire, que l’axe et les diamètres de l’équateur, seraient dans le rapport de 177 à 178, ce qui a fait supposer de l’inexactitude dans l’opération.

En conséquence, on a répété en 1810, cette mesure du degré du méridien, sous le cercle polaire, 66° de latitude. Swanberg, Ofverbom, Holmquist, et Palander, astronomes suédois, l’ont exécutée avec le plus grand soin ; ils l’ont trouvée de 57,209 toises, ce qui se rapporte aux autres mesures des arcs du méridien, faites à différentes latitudes ; on en a conclu le rapport des deux axes, à peu-près comme 312 à 313.

D’après les nouvelles mesures d’arcs du méridien depuis Dunkerque jusqu’à Barcelone, on suppose aujourd’hui le rapport des deux axes, aux environs de 310 à 311 : c’est-à-dire, dit Delambre, que l’axe autour duquel la terre fait sa révolution diurne, est de , à fort peu près, plus court que le diamètre de l’équateur. Mais ces données laissent encore quelques incertitudes, car il faut observer que les arcs du méridien pris à différentes latitudes, auprès de l’équateur, au Cap de Bonne-Espérance, en France, ne sont pas toujours exactement dans le rapport que donne la théorie ; d’où on a conclu que la figure du globe terrestre, n’était pas celle d’un solide de révolution, et qu’elle n’était pas parfaitement régulière.

L’applatissement est un peu plus faible vers le nord,

Il l’est de même vers le midi.

Et un peu plus grand dans les zones intermédiaires.

On attribue ces légères différences, aux différens degrés de densité, dans les divers strates de la terre.

Il y a encore une autre observation essentielle à faire, c’est que l’hémisphère austral paraît plus applati que le boréal. Le niveau de sa surface paraît plus abaissé, car les eaux en recouvrent la plus grande partie, et il y a peu de montagnes. Aussi, les arcs du méridien qu’on y a mesurés, comme celui du Cap de Bonne-Espérance, par la Caille à 33 degrés de latitude, est presque aussi étendu que celui de Paris, à 49 degrés de latitude.

D’où on a conclu [4] que l’applatissement de cet hémisphère austral est un peu plus considérable que celui de l’hémisphère boréal ; c’est-à-dire, à peu près dans le rapport de à .

Mais en prenant des termes moyens pour déterminer l’étendue des arcs du méridien à diverses latitudes, on suppose que,

Le degré du méridien à l’équateur, est 56,747 toises
Le même degré, au 45° de latitude, est 57,027
Le même degré aux pôles, est 57,318


DE LA DENSITÉ MOYENNE DU GLOBE TERRESTRE, ET DE CELLE DE SES DIFFÉRENS STRATES.


Les substances qui composent la croûte extérieure du globe ne sont point homogènes : ce sont des granits, des porphyres, des gneis, des schistes, des pierres magnésiennes, des pierres calcaires, des substances métalliques, des substances bitumineuses, des eaux… mélangés irrégulièrement, et formant différens strates. Ces strates sont le plus souvent interrompus par des solutions de continuité, ou, au moins, ils ne sont point de la même nature : ici ce sont des granits, ailleurs des serpentines ; plus loin des schistes, des calcaires, des gypses, des bitumes, des substances métalliques qui se touchent d’une manière irrégulière.

J’ai estimé la densité moyenne de ces diverses substances, de la manière suivante, par approximation :

Eau 1000
Granit 2,750
Porphyre 2,760
Gneis 2,700
Calcaire primitif 2,700
Calcaire secondaire 2,350
Gypse 2,300
Basaltes, ou laves compactes 2,900
Bitumes 1,300
Substances métalliques 6000

Mais toutes ces substances sont en différentes quantités à la surface de la terre, et dans les endroits où nous sommes descendus. On ne peut donc estimer leur densité moyenne que par approximation.

Et n’ayant pas égard à la masse des eaux, j’estimerai la densité moyenne des autres substances, à 3,000.

Mais la densité de l’intérieur du globe paraît plus grande que celle de sa surface ; il paraît effectivement, que les parties les plus pesantes devaient, lors de la consolidation du globe, se précipiter les premières, Des faits positifs ont confirmé cet aperçu.

Bouguer, étant au Pérou, reconnut que la grande montagne de Chimboraço causait une déviation sensible au fil à plomb de ses instrumens. Lorsqu’il prenait la hauteur des étoiles à 1,753 toises de la montagne, il la trouvait toujours différente : elle était trop grande de 8″ lorsqu’il opérait au midi, et trop a petite de 8″ lorsqu’il opérait au nord ; mais ces hauteurs n’étaient pas affectées lorsqu’il opérait à 4572 toises de la montagne.

Il calcula ensuite la masse de la montagne, et il trouva que celle de Chimbmaço est 740,000,000 fois plus petite que la masse de la terre ; mais quand on est placé à 1,800 toises de son centre, c’est-à-dire 1,800 fois plus près de ce centre que de celui de la terre, son attraction ne devrait être que de celle de la terre, ainsi elle aurait dû produire 13 fois plus d’effet ; il est vrai, que Chimboraço ayant été un volcan, doit renfermer des cavités ; et que les substances dont il est composé ayant été en partie calcinées, ont moins de densité ; mais la différence ne serait pas aussi grande.

Maskeline a fait sur une montagne d’Écosse assez élevée, des observations analogues à celles de Bouguer, sur Chimboraço ; il a trouvé que cette montagne appelée Schehallien, devrait dévier le fil à plomb de 5″ 8.

On a, par des approximations, d’après ces observations, supposé que la densité moyenne de l’intérieur de la terre était plus considérable que celle de ces montagnes ; on l’a estimée quatre fois et demie plus considérable que celle de l’eau : elle serait par conséquent un tiers plus considérable que celle des couches extérieures, que nous avons supposé trois fois plus considérables que celle de l’eau.

Cavendish chercha à déterminer cette densité moyenne de l’intérieur du globe, par une expérience directe, en employant un appareil imaginé par le physicien Mitchell : cet appareil est composé de deux grosses boules de plomb fixes, et opposées diamétralement.

Auprès de ces deux boules en sont deux autres du même métal : chacune d’elles est soixante-quatre fois moins pesante. qu’une des grosses ; elle est suspendue, aux deux extrémités, d’un levier horizontal : ce levier est lui-même porté en équilibre par un long fil métallique, comme dans la balance inventée par Coulomb, pour mesurer l’intensité de la force de différens corps électrisés ; il constata, par un grand nombre d’expériences, l’intensité de la force avec laquelle les grosses boules attiraient les petites.

La somme des attractions latérales des deux grosses boules met en mouvement les deux petites ; la vitesse qu’elles acquièrent, comparée à la vitesse qu’acquièrent les corps graves qui tombent à la surface du globe, donne le rapport de la densité moyenne de l’intérieur de ce globe ; vingt-trois expériences lui donnèrent des résultats très-rapprochés.

Il en conclut que la densité de l’eau étant supposée, 1 celle du globe terrestre, pris en masse, était = 5.48.

Le docteur Playfair a voulu, en 1811, vérifier le travail de Maskeline, sur la montagne Schehallien. Lord Seymour se réunit à lui ; ils conclurent de leur expérience, que la densité moyenne du globe, était = 4. 481.

Tous les faits sont donc d’accord avec la théorie ; ils prouvent que la densité moyenne de l’intérieur du globe est plus considérable que celle de sa surface, c’est-à-dire environ cinq à six fois plus considérable que celle de l’eau, et le double de celle de sa surface.

Car, l’évaluation donnée par Cavendish me paraît la plus exacte.

Les phénomènes du magnétisme du globe concourent encore avec toutes ces données ; ils prouvent que l’intérieur du globe contient de grandes quantités de fer.

On a ensuite cherché à déterminer la loi que suivait cette densité en approchant du centre de la terre ; il n’y a aucun fait capable de là déterminer : on doit donc s’en rapporter aux analogies, qui disent que les strates intérieurs du globe, augmentent de densité à mesure qu’ils approchent du centre : ils y sont déposés d’une manière à peu près uniforme, comme à sa surface, formant différens strates ; les plus légers et les plus pesans se compensent mutuellement, de manière qu’il en résulte une densité moyenne à peu près uniforme, pour que l’équilibre de la masse totale puisse subsister ; par conséquent, le globe n’est pas creux à l’intérieur comme le supposaient les Chaldéens, suivant Diodore de Sicile, liv. I, pag. 275.

La longueur de la verge du pendule est constamment la même sous les mêmes latitudes : cette observation suppose que la densité moyenne du globe est uniforme ; car, si on supposait que les strates du globe, par exemple, sous Venise, eussent une densité différente de ceux qui sont sous Pékin, il est sûr que la verge du pendule à secondes n’aurait pas la même longueur, dans ces deux villes.

Cependant l’observation a prouvé que la longueur du pendule est à-peu-près la même aux mêmes latitudes.

Néanmoins nous avons vu que les arcs du méridien, mesurés depuis Dunkerque jusqu’à Barcelone, ne sont-pas tout-à-fait tels que les donne la théorie : ce qui fait supposer la même inégalité dans les strates correspondans de l’intérieur du globe.

On peut supposer que la même chose a lieu à toutes les latitudes.

Cette inégalité est encore plus considérable dans les strates intérieurs de l’hémisphère austral ; il est presqu’entièrement couvert d’eau ; il y a peu de montagnes dans ses continens : le niveau de sa surface est plus bas que celui de l’hémisphère boréal ; il faut donc que sa densité soit plus grande, pour que l’équilibre puisse subsister entre les deux hémisphères.

Toutes ces données doivent être soumises à un nouveau travail, et à de nouvelles observations.


DE LA TEMPÉRATURE PRIMITIVE DU GLOBE TERRESTRE, ET DE SON INTENSITÉ.


La figure du globe terrestre est conforme à la théorie des forces centrales. On en doit conclure que, dans l’instant de sa formation, il était liquide, quelle que fût sa liquidité ignée, aqueuse ou aériforme.

La cristallisation de toutes les substances minérales qui le composent suppose la même liquidité.

Or cette liquidité, quelle qu’elle ait été, n’a pu exister sans une chaleur quelconque. Il a donc dû y avoir primitivement un assez grand degré de chaleur pour tenir à un état de liquidité tous les élémens qui ont formé notre globe. Cette chaleur primitive est l’origine de la température du globe terrestre. Voilà le principe certain ; mais il faut en examiner les développemens.

La première question qui se présente, est d’apprécier la température primitive du globe. Nous l’ignorons.

Si nous supposons que la matière première dont le globe a été formé, était à l’état nébuleux aériforme, nous n’avons aucun moyen d’estimer cette température.

Il faut donc rechercher seulement la température qui devait avoir lieu dans les premiers momens où furent formés les strates de la surface, par une dissolution aqueuse. J’ai supposé qu’à cette époque, la température était au moins égale à celle de l’eau bouillante aujourd’hui à la surface du globe.

La seconde question à résoudre, est d’apprécier la température moyenne actuelle du globe, soit à sa surface, soit dans son intérieur.

Nous manquons d’observations pour la déterminer d’une manière à peu près exacte. Il faut donc nous en tenir à des approximations.


DE LA TEMPÉRATURE MOYENNE ACTUELLE DES STRATES INTÉRIEURS DU GLOBE TERRESTRE.


La température moyenne des strates intérieurs du globe, doit différer beaucoup de celle de sa surface. Nous n’avons aucun moyen de connaître la température du centre du globe, ou au moins des strates qui sont à une certaine profondeur. Nous ne pouvons déterminer que celle des strates peu profonds où nous avons pénétré. Cette température varie à raison des latitudes et des saisons.

À notre latitude boréale de 49°, dans des souterrains seulement de quelques pieds de profondeur, le thermomètre se soutient à zéro, ou même au-dessus, comme dans les caves.

A une profondeur de 84 pieds, comme dans les caves de l’Observatoire de Paris, le thermomètre se soutient à peu près constamment au même degré toute l’année, savoir : à + 9°55′.

On n’a pas d’observations du degré où il se soutiendrait à de plus grandes profondeurs.

Mais dans les contrées qui approchent de l’équateur, le thermomètre, aux mêmes profondeurs, se soutient beaucoup plus haut.

Humboldt m’écrivait de Cumana, qu’à 10° 5′ de latitude boréale, la température de l’intérieur du globe était de 14° 8′ à 15° 12′ (Journal de Physique, tom. 53, p. 61).

Il a observé la chaleur des cavernes de l’île de Cuba à 22° 5′ (Journ. de Phys., tom. 66, p. 433.)

Il a observé que celle de la caverne de Guachano, à 1000 mètres d’élévation, était 18° 7 centigrades.

Il a observé (aux Andes, dans l’hémisphère austral, la température dans le fond de mines élevées dé 3,700 mètres au-dessus du niveau des mers :

Le thermomètre s’y soutenait de 13° 7′ à 14° 2′.

La température extérieure variait de 2° 5′ à + 80.

Daubuisson rapporte (Journ. de Phys., tom. 62, p. 443) différentes observations faites en différens lieux, à diverses profondeurs :

latitudes. température
observée.
profondeur.
Caire 30 ° 0 18 ° 0 65 mèt.
Paris 48 50 9 6 26
Londres 51 29 8 8 24
Coorke 51 54 8 5
Dublin 53 20 7 7
Londonderry 55 6 6 20
Stockholm 59 20 6
Torneo 65 51 2 5 8
Wadsoe 70 20 1 8 6

En Sibérie, à plusieurs pieds de profondeur, l’eau est constamment à l’état de glace.

Ces observations, qu’on ne doit regarder que comme des à peu près, prouvent, par approximation, que la température des strates intérieurs du globe, à de petites profondeurs, varie beaucoup.

Mais il est probable qu’à de grandes profondeurs elle varie moins, et qu’elle est beaucoup plus considérable.


DE L’INTENSITÉ DE LA TEMPÉRATURE ACTUELLE MOYENNE DE LA SURFACE DU GLOBE TERRESTRE.


Cette température varie à raison des saisons, des latitudes, des montagnes, des plaines… Il faut donc prendre des termes moyens pour avoir, par approximation, la température qui existe actuellement sur la surface du globe terrestre. Mais les observations thermométriques ne sont peut-être pas encore assez multipliées dans les différentes contrées, ni n’ont pas été faites avec assez d’exactitude, pour que ces approximations aient une certaine exactitude. Néanmoins nous allons rapporter celles qui paraissent mériter le plus de confiance.

Kirvan a donné une table de la température moyenne de différens lieux, à raison des latitudes, d’après les observations qui paraissent les plus exactes. Nous allons donner le résultat de son travail :

latitudes. chaleur
moyenne.
Wadso en Laponie 70 ° 5′ 1 ° 77′
Abo 60 2 3 1
Pétersbourg 59 56 3 1
Upsal 59 51 4 36
Stockolm 59 20 4 62
latitudes. chaleur
moyenne.
Solymshainsky 59 ° 1 ° 85
Édimbourg 55 57 6 97
Franeker 53 9 15
Berlin 52 32 7 15
Lyndon 52 30 7 11
Leyde 52 10 8 99
Londres 51 31 8 84
Dunkerque 51 2 10 17
Manheim 49 27 8 66
Rouen 49 26 8 44
Ratisbonne 48 56 7 68
Paris 48 50 9 88
Troyes 48 18 9 37
Vienne 42 12 8 67
Dijon 47 19 9 23
Nantes 47 13 9 45
Poitiers 46 39 9 6
Lausannes 46 31 7 51
Padoue 45 23 8 96
Rhodes 45 21 9 28
Bordeaux 44 50 11 37
Montpellier 43 36 12 82
Marseille 43 19 13 23
Mont-Louis, dans le
Roussillon
42 5 55
Cambridge, dans la
Nouvelle-Angleterre
42 25 8 13
Philadelphie 39 56 9 11
Pékin 39 54 10 44
Alger 36 49 17 77
Le Caire 30 18 22
latitudes. chaleur
moyenne.
Canton 23 ° 19 ° 15
Tivoli, à
Saint-Domingue
17 18 66
Spanisthown, à
la Jamaïque
18 15 21 77
Manille 14 36 20 61
Le fort Saint-George 13 21 9
Pondichéri 12 24 48
latitude
méridonale.
Îles Falkland 51 6 84
Quito 0 13 13 33

Kirwan, d’après toutes ces observations, a ensuite recherché, par le calcul, la température moyenne de la surface au 40°. degré de latitude. Il l’a trouvé + 13° 11′.

Il faut bien distinguer les observations faites dans les plaines, celles faites à une hauteur moyenne, et celles faites dans des lieux élevés.

On doit encore avoir égard aux latitudes. On peut diviser la surface du globe en cinq portions :

1°. La Zone torride, comprenant 48 degrés de latitude. Sa température moyenne est 20°.

2°. Deux parties de zones tempérées, depuis le 24° degré de latitude jusqu’au 40°, dont la température moyenne est de 15°.

3°. Deux autres portions de zones tempérées, depuis le 40°. degré de latitude jusqu’au 50°, dont la température moyenne est de 12°.

4°. Deux autres portions, depuis la latitude de 50° jusqu’à 66°, dont la température moyenne est de 4°.

5°. Les deux Zones glaciales, dont la, température moyenne est zéro.

Les surfaces de ces cinq portions sont à peu près dans les proportions suivantes :

La première 10220 = 10
La seconde 5832 = 6
La troisième 3096 = 3
La quatrième 3724 = 4
La cinquième 2172 = 2
──────────
TOTAL 25

En multipliant les degrés de chaleur qu’a chacune de ces régions, on aura 342°, qui, divisés par 25, donnent 13° 5′ pour la température moyenne des plaines de tous les continens.

C’est à peu près la même température que Kirwan a trouvée, par le calcul, pour la latitude de 40 degrés.

La température moyenne des strates intérieurs du globe étant à-peu-près constante à une assez petite profondeur, 84 pieds à notre latitude, quelles sont donc les causes qui la font varier si prodigieusement à sa surface ? il y en a plusieurs.

1°. La présence du soleil en est la principale cause, comme le prouvent les différentes températures en hiver, en été.

On a cherché à déterminer d’une manière exacte cette action du soleil ; et on a fait un grand travail à cet égard, que j’ai rapporté dans ma théorie de la terre, tome 3.

Il faut, dans ces estimations, tenir compte de l’accélération de chaleur ou du froid, produit par une température chaude ou froide, continuée plus ou moins de tems ; ainsi, dans nos contrées, le maximum des températures chaude ou froide n’est point aux solstices, mais plusieurs jours après.

2°. Les vents ont l’influence la plus marquée sur la température de la surface du globe.

Cette température est-elle douce dans nos contrées ? il survient un vent de nord. Le thermomètre descend aussitôt de plusieurs degrés.

La température est-elle froide ? il survient un vent de sud. Le thermomètre monte aussitôt de plusieurs degrés ; la neige, en hiver fond.

3°. Les pluies long-tems continuées diminuent beaucoup la température ; c’est ce qu’on observe constamment dans les contrées équinoxiales. Les saisons de long-tems de pluie, qui y ont lieu, sont leurs saisons froides. Le même phénomène a lieu dans nos contrées.


DE L’INTENSITÉ DE LA TEMPÉRATURE MOYENNE ACTUELLE DES EAUX DES MERS À LEUR SURFACE.


Cette température des eaux des mers n’est pas aussi considérable que celle des continens ; mais elle est encore plus difficile à déterminer ; il faut avoir égard à la température de la surface, des mers, et à celle de leurs eaux à certaine profondeur, parce que ces eaux se mélangent continuellement.

Cette température moyenne des eaux des mers à leur surface varie à raison des latitudes, à raison des saisons.

Humboldt me marquait (Journal de physique, tom. 53, pag. 61), que la température des eaux de la mer à sa surface par la latitude de 10° était à 21 degrés. On sait qu’aux pôles, les mers sont couvertes de glaces.

Kirwan a déterminé la température de la surface des mers, à raison des différentes latitudes, de la manière suivante :

latitude. mois. température
à la surface.
70 12 mai 1 ° 7′
17 mai 2 2
9 juin 3
7 juillet 6 2
latitude. mois. température
à la surface.
68 18 juillet 6 ° 6′
65 9 juillet 7 1
10 juillet 8 8
27 8 janvier 14 2
0 23

D’après un grand nombres d’observations, on peut supposer que sous l’équateur et les zones torrides, la température moyenne de la surface des mers est de = 15.

Dans les autres latitudes, la température de la surface des mers peut être égale à celle de la surface de la terres.

On peut donc supposer que la température moyenne de la surface des mers est à peu-près les deux tiers de celle de la terre, ou environ de 8 degrés.


DE LA TEMPÉRATURE DES EAUX DES MERS À UNE CERTAINE PROFONDEUR.


Mais la température des eaux des mers, à une certaine profondeur, est différente de celle de leur surface.

Kirwan a donné une table de ces températures ; il a eu égard à la latitude, à la saison, et à la profondeur des eaux.

latitude mois profondeur chaleur à cette
profondeur
chaleur à
la surface
70 12 mai 471 pieds 3 ° 1′ 1 ° 7′
17 mai 505 3 1 2 2
9 juin 525 3 5 5 3
7 juillet 394 5 3 6 1
68 8 juillet 1465 8 8 6 6
65 9 juillet 1201 7 1 7 1
10 juillet 803 5 7 8 8
27 3 janvier 506 11 5 14 2
0 3377 8 4 23
0 4916
latitude. mois. profondeur. chaleur à cette
profondeur.
chaleur à
la surface.
67 juin 4391 2 ° 66′
78 juin 664 0 44
69 août 3788 0
0 septembre 478 15 11 18 66
24 450 16 88 16 88
34 44 octobre 562 11 11 12
57 11 8 janvier 5 3 ° 55 2 22
10 janvier 46 5 15 5 15
55 40 103 8 66 3 55
59 30 103 12 12
2 55 février 54 21 77 21 77
2 50 103 21 71 23 53

On sent assez qu’on ne doit considérer toutes ces observations que comme des approximations ; mais nous devons tirer de ces faits deux conséquences.

La première est que, les eaux des mers glaciales étant plus froides que celles des mers des tropiques, elles doivent affluer sans cesse vers l’équateur, et repousser vers les pôles celles qu’elles viennent remplacer : ce qui établit dans les mers deux courans, l’un supérieur du pôle à l’équateur : l’autre inférieur de l’équateur vers les pôles, comme nous le verrons ailleurs.

La seconde conséquence que nous présentent ces faits, est, que le sol sur lequel reposent les eaux des mers, doit avoir une température plus froide que les continens à même profondeur.

Cette cause doit influer beaucoup sur la température moyenne du globe à une certaine profondeur.

Peron a observé qu’à la latitude de 45 degrés la température des eaux de la mer, à 2144 pieds de profondeur, diminue beaucoup : d’où il tire la conséquence générale que la température des eaux des mers diminue en raison de leur profondeur ; et que le sol sur lequel elles reposent, est peut-être à l’état de glace, à de grandes profondeurs (journal de physique, tome 59, page 361).

Forster, Irwing, Cook, Phipps, Humboldt, ont eu des résultats analogues (ibidem).

Mais cette diminution de température dans le fonds des mers, est due (ainsi que je le prouverai, par la suite) aux eaux froides de la surface, qui, comme plus pesantes, se précipitent dans les parties inférieures ; et il n’est pas probable que le fond de ces mers soit à la température de la glace.


DE LA DIMINUTION ACTUELLE DE LA TEMPÉRATURE OU DU REFROIDISSEMENT DU GLOBE TERRESTRE.


Les faits que nous venons de rapporter, ne permettent pas de douter que le globe n’ait perdu beaucoup de sa température primitive ; aussi est-ce une vérité reconnue de tous les géologues, et confirmée par toutes les observations faites à sa surface.

Les régions polaires sont entièrement couvertes de glaces. Ces glaces, dans l’hémisphère austral, s’étendent aujourd’hui jusqu’au 60 degrés de latitude : or, primitivement, lorsque le globe était entièrement couvert par les eaux, il n’y avait point de glaces dans ces régions polaires : elles ne s’y sont donc formées que postérieurement à la retraite des eaux, et à l’apparition des continens.

Les navigateurs ont même cru avoir observé que les glaces du pôle boréal augmentent journellement. Le détroit du Weigaz, que Barentz traversa en 1594, est aujourd’hui bien moins abordable.

Les hautes montagnes sont actuellement couvertes de glaces qui ne fondent jamais. Ces glaciers augmentent journellement. Or, ces glaces n’existaient pas lorsque la terre était enveloppée par les eaux, Elles ne se sont donc formées que depuis la retraite des eaux.

Ces glaciers augmentent même journellement. Dans le canton de Berne, le glacier des montagnes du Grendval s’est augmenté au point qu’il a enveloppé des villages entiers. Une église, un pont, se trouvent aujourd’hui au milieu des glaces. Les habitans du Valais communiquaient autrefois avec le canton de Berne par cette montagne et par ce pont. Cette communication est aujourd’hui impossible.

On ne saurait donc douter que le globe ne se refroidisse journellement, comme le font tous les corps chauds ; ils communiquent leur chaleur aux corps environnans, dont la température est moins élevée,


DES FENTES.


Ce refroidissement de la masse du globe produira à sa surface des fentes plus ou moins considérables, comme dans les glaciers, et par les mêmes causes. Ces glaciers éprouvent à leur surface un refroidissement plus grand que dans leurs parties intérieures qui touchent la terre ; ils doivent donc se fendre : ces fentes s’opèrent promptement et avec un grand éclat et un grand à bruit.

Or, le globe terrestre a 2865 lieues de diamètre, son refroidissement doit donc être beaucoup plus considérable à sa surface et y produire des fentes.

Mais, quelle est la progression de ce refroidissement ? nous n’avons pas assez de faits pour la déterminer.

Jusqu’à quel point ira ce refroidissement ? nous l’ignorons ; mais il est probable qu’il ira jusqu’à ce que la température du globe soit égale à celle des fluides qui l’environnent.


DES CAUSES DE LA CHALEUR DU GLOBE TERRESTRE.


Les physiciens ont émis différentes opinions à cet égard.

Descartes, Lebnitz, qui regardaient le globe comme un soleil encroûté par ses taches, disaient que sa chaleur venait primitivement de celle de ce soleil ; ce n’était qu’éloigner la difficulté.

Buffon disait que cette chaleur provenait de la partie de notre soleil, dont il le croyait composé ; ce n’était encore qu’éloigner la diffficulté.

Kirker supposait (dans son mundus subterraneus) des matières combustibles, sulfureuses, ou autres, dans un état de vraie conflagration au centre du globe : elles communiquaient leur chaleur à la masse entière.

Cette opinion, plus ou moins modifiée, a été adoptée par plusieurs physiciens, et particulièrement par Becher ; mais c’est une hypothèse dénuée de fondement : le globe n’est pas creux.

On a vu que j’attribue la chaleur du globe terrestre à celle des premières parties des matières, dont on ne peut concevoir les combinaisons, qu’autant qu’elles étaient fluides, et que par conséquent elles jouissaient d’une chaleur suffisante.

Il faut ajouter à cette cause l’état galvanique habituel du globe ; il est composé de parties hétérogènes : ces parties se galvanisent comme les différentes parties d’une pile ; il y a étincelle, chaleur, décomposition des principes existans, nouvelles combinaisons ; nous ignorons le degré de chaleur que peut produire ce galvanisme ; mais il doit être assez considérable.

La densité de l’air atmosphérique était plus considérable dans les commencemens : elle diminue journellement, ce qui doit diminuer sa température.

Il est donc certain que le globe se refroidit continuellement ; c’est un fait ; mais nous ignorons la quantité de ce refroidissement.


DU FLUIDE LUMINEUX.


Le fluide lumineux exerce une action puissante sur un grand nombre de corps terrestres. Le muriate d’argent, exposé à la lumière, se colore, et il s’en dégage de l’oxigène.

Tous les corps colorés sont plus ou moins altérés par la lumière.

Les étoffes exposées long-tems aux rayons solaires, tels que les rideaux de fenêtres, sont non-seulement décolorées, mais détruites et comme brûlées.

Jobn Dawy a découvert un gaz qu’il appelle phosgène, qui est produit par l’action de la lumière (Journal de Phys., tom. 75, pag. 409). Il expose à la lumière du soleil un mélange de volumes égaux de chlorine (acide muriatique oxigéné) et de gaz oxide de carbone. Il se produit un nouveau gaz qui a des propriétés particulières. Il le croit produit par la lumière ; et il lui a donné le nom de phosgène.

Tous ces faits, qu’il serait inutile de multiplier, ne permettent pas de douter que le fluide lumineux ne se combine dans les corps terrestres, et n’en devienne un de leurs principes constituans.


DU FEU, OU FLUIDE CALORIQUE.


Il est aujourd’hui bien reconnu que le feu, ou le calorique, est combiné dans un grand nombre de corps. Cette vérité est avouée par tous les physiciens.

La théorie de la chaleur latente, ou de la chaleur spécifique des corps, est fondée sur ce principe.

On ne peut donc douter que le calorique ne soit combiné dans les corps terrestres, et ne soit un de leurs principes constituans.


DE L’ÉTAT ÉLECTRIQUE DU GLOBE TERRESTRE.


On considère ordinairement le globe terrestre comme un vaste magasin du fluide électrique. C’est ce que les physiciens appellent le réservoir commun. Ceci suppose que tous les corps qui composent ce globe sont dans un état habituel d’électricité ; et c’est un principe reconnu de tous les physiciens.

J’ai fait voir, dans mes Vues sur l’action galvanique, que cet état électrique du globe était produit par l’action galvanique que les différentes parties hétérogènes dont il est composé, et qui forment différentes strates, exercent les unes sur les autres (Journal de Physique, tom. 76, pag. 468).

Cet état galvanique produit des décompositions des combinaisons existantes, et en forme de nouvelles.

Cet état produit encore des degrés de chaleur plus ou moins. considérables, et quelquefois même des inflammations.

Ce fluide électrique doit influer sur la nature des corps qui le contiennent.

Mais nous manquons de faits positifs pour le démontrer.

Nous ignorons même s’il n’y a qu’un seul fluide électrique, comme Franklin, Volta… le pensent ; ou s’il y a deux fluides électriques, comme Symmer l’a avancé.

Cette opinion n’est cependant appuyée sur aucun fait qui puisse déterminer un esprit juste et impartial.

J’ai supposé (Journal de Physique, tom. 78, pag. 160), qu’il n’y a qu’un seul fluide électrique, et qu’il est composé, comme le fluide lumineux, de différens rayons, savoir :

Idio-électriques (électriques par frottement).

An-électriques (électriques pas communication).

Pyro-électriques (électriques par la chaleur).

Sunaphto-électriques (électriques par contact).

Positivo-électriques

Negativo-électriques

Les substances résineuses, le verre…, s’électrisent par frottement.

Les substances métalliques ne s’électrisent pas par frottement, mais par communication.

La tourmaline… s’électrise par la chaleur, tandis que le verre, les substances métalliques…, ne s’électrisent pas par la chaleur seule.

Les substances métalliques s’électrisent par le contact ; mais les pierres, les verres, les résines…, ne formeraient pas de piles voltaïques.

L’oxigène, les acides…, soumis à l’action de la pile, passsent au pôle positif.

Les alkalis, les terres…, dans les mêmes expériences, passent au pôle négatif.


DU FLUIDE DE LA LUMIÈRE ZODIACALE.


Cette lumière se présente comme une clarté blanche, assez semblable à celle de la voie lactée. Elle a ordinairement la forme d’un cône, dont la base est vers le soleil. Son axe est tout entier dans l’étendue du zodiaque : d’où lui est venu le nom de lumière zodiacale.

On avait cru que ce phénomène appartenait à l’atmosphère du soleil. Mais les astronomes pensent aujourd’hui que cette atmosphère solaire ne peut s’étendre que jusqu’à Mercure, parce que si elle s’étendait plus loin, par exemple jusqu’à la terre, elle retarderait les mouvemens de Vénus et de Mercure.

J’ai supposé (Journal de Physique, tom. 76, pag. 67), que cette lumière est produite par le fluide nébuleux, avec lequel elle à une grande analogie.

Cette opinion a été assez généralement adoptée.

le brouillard sec qui, en 1783, couvrit une grande partie de l’Europe pendant plusieurs mois de l’été, avait une grande ressemblance avec la lumière zodiacale.


DU FLUIDE DES AURORES POLAIRES.


On aperçoit quelquefois auprès des régions polaires, surtout dans les régions boréales, une lumière plus ou moins vive. Elle paraît sous différentes couleurs, et est accompagnée de pétillemens comme des étincelles électriques.

Les aurores boréales paraissent quelquefois à de grandes élévations. Le 18 octobre 1726, on vit une aurore boréale à Rome et à Paris, éloignées de près de trois cents lieues. Le calcul a fait voir qu’elle devait être à la hauteur de 266 lieues (Mairan).

J’ai supposé (Journal de Physique, tom. 76, pag. 67) que les aurores boréales qu’on voit à de grandes hauteurs, ne peuvent pas être produites par l’atmosphère terrestre, et qu’elles dépendent de la matière nébuleuse. Ce sont des phénomènes analogues au brouillard sec qui couvrit pendant plusieurs mois, en 1783, une partie de l’Europe.

Tous ces fluides, le lumineux, le calorique, l’électrique, la lumière zodiacale, doivent avoir une influence quelconque sur les phénomènes géologiques.


DU MAGNÉTISME DU GLOBE TERRESTRE.


L’aiguille aimantée se tournant constamment à peu près vers les pôles du globe terrestre, on en a conclu que ce globe était dans un état habituel magnétique. Les deux pôles de l’axe magnétique s’éloignent peu de ceux de l’axe de rotation.

Les anciens ne connaissaient dans l’aimant que la propriété d’attirer le fer. Il paraît qu’ils ignoraient celle qu’il possédait de se diriger à peu près vers les pôles de la terre.

Mais les Chinois, le peuple le plus anciennement instruit, paraissent avoir connu depuis plusieurs siècles la direction de l’aimant vers les pôles. Quelques-uns de leurs auteurs font remonter cette découverte à 2700 ans avant notre ère vulgaire ; et d’autres seulement à 1100 ans avant cette ère.

Mais on croit que cette propriété de l’aimant n’a été connue en Europe qu’en 1250, que Jacques de Vitry, qui accompagnait Louis IX à sa seconde croisade, la fit connaître. Il vit à Damiette des pilotes maures qui se servaient d’une aiguille aimantée qu’ils faisaient flotter sur un vase plein d’eau, par le moyen de morceaux de liége qui la soutenaient. Ces aiguilles se dirigeaient constamment à peu près au nord.

Ce fut au moins à peu près à cette époque qu’on a commencé à parler de la boussole, à laquelle on donnait le nom de marinette. Les marins l’appellent aujourd’hui compas de mer.

On distingue particulièrement deux phénomènes dans cette direction de l’aiguille aimantée vers les pôles :

L’un est la déclinaison.

L’autre est l’inclinaison.


DE LA DÉCLINAISON, OU DIRECTION DE L’AIGUILLE AIMANTÉE.


Quoiqu’on dise ordinairement que l’aiguille aimantée se dirige vers les pôles de la terre, sa véritable direction en est plus ou moins éloignée. On a donné le nom de pôles magnétiques à ces véritables points, vers lesquels l’aiguille est dirigée.

Par conséquent l’équateur magnétique, ou le cercle qu’on supposerait diviser le globe en égales distances des pôles magnétiques, diffère également de l’équateur terrestre.

Mais la direction de l’aiguille n’est pas constamment vers les mêmes points. Elle s’en écarte plus ou moins dans la plupart des contrées. C’est ce qu’on appelle déclinaison.

Cette déclinaison paraît varier continuellement ; car depuis environ deux siècles qu’on l’observe en Europe, on ne l’a jamais trouvée la même : elle se dirigeait d’abord à l’est ; et ensuite elle a avancé considérablement vers l’ouest. C’est ce qu’on appelle variation séculaire.

Des observateurs exacts ont reconnu dans ces derniers tems, que la déclinaison variait chaque année, chaque mois, chaque jour, et presque chaque heure de la journée. C’est ce qu’on appelle variation annuelle, et variation diurne.


DE LA VARIATION DIURNE.

L’aiguille éprouve chaque jour deux mouvemens bien distincts. Hevelius paraît l’avoir constaté le premier. Les observateurs qui l’ont suivi ont confirmé cette découverte. Gratham, en 1722, Canton ensuite, et tous les physiciens qui ont travaillé sur le magnétisme, ont cherché à déterminer la marche de cette variation. « Cassini prétend que de midi, à trois heures, l’aiguille ; se tenant dans la direction du méridien magnétique, reste sans mouvement. Elle se rapproche ensuite du pôle jusqu’à huit heures du soir. Elle est stationnaire toute la nuit, jusqu’au lendemain huit heures du matin. En prenant une direction contraire, elle s’éloigne du pôle à peu près de la même quantité qu’elle s’en était approchée la veille. À midi elle redevient stationnaire. » (Journal de Physique, juin 1792, page 345).


DE LA VARIATION ANNUELLE.


Chaque mois, chaque année, l’aiguille a des oscillations et des stations, de manière cependant que le résultat général de ces balancemens dans nos contrées, est qu’elle avance de quelques minutes vers l’ouest. C’est ce que confirment toutes les observations. Nous allons rapporter celles de Cassini.

« 1°. Dans l’intervalle du mois de janvier au mois d’avril, dit-il, l’aiguille aimantée s’éloigne assez généralement du pôle (pour marcher à l’ouest), et la déclinaison est croissante de mois en mois.

« 2°. Vers le mois d’avril, l’aiguille ne manque jamais de se rapprocher du pôle (à l’est), c’est-à-dire, qu’elle devient rétrograde ; la déclinaison augmenté de mois en mois, jusque vers le solstice d’été, après quoi l’aiguille reprend son chemin vers l’ouest ; et, c’est ce qu’il y a de particulier, elle se retrouve toujours, vers le commencement d’octobre, vers le même, point ou elle était au commencement de mai.

« 3°. Après le mois d’octobre, l’aiguille continue sa route vers l’ouest, mais ne décrit plus un aussi grand arc ; et dans ces trois derniers mois de l’année, elle atteint ordinairement son maximum de déclinaison, en se balançant dans un arc de cinq à six minutes (Journal de Phys., juin 1792, pag. 349).

De janvier en mars, l’aiguille s’éloigne du nord.

De mars en mai, elle se rapproche du nord.

Elle est à peu près stationnaire en juin.

Elle s’éloigne du nord en juillet.

Elle se rapproche du nord en août, septembre et octobre ; dans ce dernier mois sa direction est à peu près comme en mai.

Elle s’éloigne du nord en novembre et décembre.

Son plus grand écart vers l’ouest a lieu à l’équinoxe du printemps et son plus grand rapprochement du nord (à l’est) à l’équinoxe d’automne » (Cotte, Journal de Physique, septembre 1792, page 204).

Cet avancement de l’aiguille vers l’ouest, forme la variation séculaire.


DE LA VARIATION SÉCULAIRE.


Cette variation a été le principal objet des recherches des physiciens, et surtout des navigateurs. Ils ont fait un grand nombre d’observations pour constater la direction de l’aiguille à différentes latitudes et à différentes longitudes. Mais ce travail, suivi avec beaucoup de persévérance par Halley, est bien éloigné de sa perfection. La plupart des voyageurs n’avaient point les connaissances nécessaires pour faire avec soin ces observations. Les boussoles étaient d’ailleurs construites de manière à laisser une grande latitude à l’erreur et même aujourd’hui, que leur construction est perfectionnée, on ne peut répondre d’une erreur de deux à trois degrés. Néanmoins je vais rapporter celles de ces observations qui paraissent les plus y exactes.

En 1580, la direction de l’aiguille, à Paris, était de 11° 30′ à l’est.

Depuis cette époque, la direction de l’aiguille s’est rapprochée du pôle, et ensuite a passé à l’ouest. Nous allons représenter cette marche dans la table suivante.


TABLE DES DÉCLINAISONS DE L’AIGUILLE AIMANTÉE,
OBSERVÉE À PARIS.
Années. Déclinaisons. Années Déclinaisons.
1580. 11° 30′ Est 1706 9 48
1610 10 0 1707 10 10
1666 0 0 1708 10 15
1670 1 30 Ouest 1709 11 15
1680 2 40 1714 11 30
1681 2 30 1717 12 20
1683 2 50 1719 12 30
1684 4 10 1720 à 1724 13
1685 4 10 1725 13 13
1686 4 30 1726 à 1727 14 10
1692 5 50 1730 14 25
1693 6 20 1731 14 45
1695 6 48 1732 à 1733 15 15
1696 7 8 1734 à 1740 15 45
1698 7 40 1744 à 1749 16 30
1699 8 10 1755 17 30
1700 8 12 1756 17 45
1701 8 25 1757 à 1758 18
1721 8 48 1759 18 10
1703 9 6 1760 18 20
1704 9 20 1763 18 55
1705 9 35 1765 18 55
Années. Déclinaisons. Années Déclinaisons.
1767 19 16 1784 21 26
1768 19 50 1785
1769 19 50 1786 21 27
1773 19 55 1787 21 36
1774 1788 21 40
1775 1789
1776 1790 21 32
1777 1791 21 55
1778 20 35 1792 21 52
1779 20 34 1793 21 54
1780 20 44 1805 22 5
1781 20 44 1813 32 26
1782 1814 22 34
1783 21 4

George Gilpin a publié, en 1804, la Table des déclinaisons observées à Londres [5].

Observateurs Années Déclinaisons Marche annuelle
à l’ouest
Burrows 1580 11° 15′
Gunter 1622 6 0 + 7′ 5
Gellibrand 1634 4 6 9 6
Bond 1657 0 0 10 6
Gellibrand 1665 1 22 ouest 10 2
Halley 1672 2 30 9 7
–––––– 1692 6 0 10 5
Graham 1723 14 17 16 0
–––––– 1748 17 40 8 4
Heberden 1773 21 9 8 4
Gilpin 1787 23 19 9 3
–––––– 1795 23 57 4 7
–––––– 1802 24 6 1 2
–––––– 1805 24 8 0 7

La déclinaison a donc parcouru, à Paris et à Londres, environ trente-cinq degrés en deux cent vingt-cinq ans : depuis 1580, qu’elle était à onze degrés et demi à l’est, jusqu’en 1814, qu’elle était à vingt-deux degrés à l’ouest. Et en prenant un moyen terme, la déclinaison annuelle serait environ de neuf minutes chaque année.

Mais sa marche n’a pas été égale chaque année, comme la table le fait voir.

Elle a été ces dernières années peu considérable.

Elle a même paru quelquefois stationnaire.


DES BANDE5 SANS DÉCLINAISON.


Mais il est des points sur la surface du globe, où la déclinaison est nulle. Différens physiciens ont, d’après l’observation, tracé, sur la surface du globe, plusieurs de ces bandes sans déclinaison. Halley est un des premiers qui ait entrepris ce travail ; il donna, en 1706, une carte du globe, sur laquelle il traça les variations qu’il avait observées de ses voyages, lesquels il avait entrepris principalement pour cet objet.

Wilcke, en 1768, donna, dans les Mémoires de l’académie de Stockolm, une nouvelle carte de ces variations. Monnier l’a fait réimprimer dans les Mémoires de l’académie des sciences de Paris, en 1772.

Mountains et Dodran, ont donné une autre carte de ces bandes sans déclinaison.

Buffon fit un relevé d’un grand nombre d’observations, et publia, en 1785, une nouvelle carte des déclinaisons.

Monnier en donna une autre en 1786.

J’en donnai également une en 1797, dans la seconde édition de ma Théorie de la terre.

On distingue sur la surface du globe trois bandes sans déclinaison.


PREMIÈRE BANDE SANS DÉCLINAISON.


En 1600, au cap des Aiguilles, à l’extrémité méridionale de l’Afrique, par les 38° de longitude, la déclinaison de l’aiguille était nulle, c’est-à-dire que l’aiguille se dirigeait aux pôles de la terre.

En 1658, la déclinaison était nulle, à Vienne en Autriche, par les 34° 30′ de longitude.

En 1657, la déclinaison était nulle à Londres, par les 17°34′ de longitude.

En 1666, la déclinaison était nulle à Paris, par les 20° de longitude.

Chappe trouva une bande sans déclinaison, entre Cazan et Tobolsk, à 75° de longitude, et 55° de latitude boréale.

Euler fils, en 1769, trouva la déclinaison nulle à Orslo, 77° de longitude, et 51° 12′, de latitude boréale.

À Kola, capitale de la laponie russe, 50° 45′ de longitude, et 68° 52′ de latitude boréale ; la déclinaison était nulle en 1760.

Wickle a supposé, d’après ces observations, que la bande sans déclinaison passait dans tous ces lieux.

Aujourd’hui on ne rencontre cette bande, sans déclinaison, qu’à l’ouest de ces contrées, à environ 304° de longitude.

La déclinaison de l’aiguille est à l’ouest dans toutes les régions situées à l’est de cette ligne ; en Europe, en Afrique et l’océan indien, jusqu’aux îles de la Sonde, etc.


SECONDE BANDE SANS DÉCLINAISON.


Halley observa une autre bande sans déclinaison, qui partait des îles Celebes, et remontait vers la Chine.

Cook a retrouvé, en 1780, cette bande sans déclinaison, entre Sumatra et Borneo, par les 122° de longitude, et les 2, 3 et 4° de latitude boréale.

Cook a suivi cette bande sur les côtes de la Chine à Maçao, sur celles du Japon, en passant à l’occident des îles Mariannes.

Il l’a observée jusqu’au 58° de latitude australe, et 16° de longitude.

Bougainville, en 1766, l’a trouvée par les 15° de longitude, et les 2° de latitude australe.

Furneaux l’a observée en 1773, à 44° de latitude australe, et 16° de longitude.

Cette bande formerait donc une ligne qui passerait auprès de Sumatra, et s’étendrait du côté de la Nouvelle-Hollande : elle se diviserait en deux auprès de Sumatra ; l’une s’étendrait en Asie jusqu’à Kola ; et l’autre se prolongerait entre la Chine et le Japon.


TROISIÈME BANDE SANS DÉCLINAISON.


Halley l’a reconnut à peu de distance des côtes occidentales de l’Amérique méridionale : elle passe auprès de l’équateur aux îles de Calipagos, et se prolonge vers le pôle austral.

Toutes ces observations devraient être répétées aujourd’hui, à la même époque, par des voyageurs instruits, munis de bons instrumens.


DE L’INCLINAISON DE L’AIGUILLE.


Si on construit une aiguille d’acier, de manière que posée sur son pivot, ou dans sa chappe, ses deux parties soient parfaitement en équilibre, et qu’on l’aimante ensuite, son équilibre ne subsistera plus ; mais elle s’inclinera fortement vers le nord, dans nos contrées, et vers le sud, si on la transporte au-delà de l’équateur ; c’est ce qu’on nomme inclinaison de l’aiguille.

Cette inclinaison varie suivant les latitudes ; et il est des points où elle est nulle ; ce sont ceux qui sont également éloignés des pôles magnétiques : ces points forment un grand cercle du globe, lequel coupe l’équateur terrestre ; c’est l’équateur magnétique, qui est par conséquent différent de l’équateur terrestre.

L’inclinaison de l’aiguille est nulle sous l’équateur magnétique ; elle augmente ensuite à mesure qu’on approche de chaque pôle magnétique. Dans notre hémisphère, c’est l’extrémité nord de l’aiguille qui s’incline ; et dans l’hémisphère austral, c’est l’extrémité sud.

Les deux pôles magnétiques diffèrent, pour l’année 1800, de 10° 59′ des deux pôles du globe ; l’équateur magnétique coupe donc l’équateur terrestre sous le même angle.

Nous allons rapporter les observations que des célèbres voyageurs ont faites sur l’inclinaison de l’aiguille et différens continens.

Observations. Latitude
australe.
Longitude. Inclinaison de
l’aiguille.
Cook,
1780, mai, 31 jours 12° 48′ 1° 55′ 0° ′
12 11 1 37 1 16
25 18 12 8 28 13 57
20 24 35 17 35 28 15
17 27 36 25 23 34 22
13 32 32 33 31 44 20
Au cap de-Bonne-Espérance,
1780, avril, 21 34 15 35 56 46 45
4 35 23 42 30 49 37
Février 2 0 22 112 29 15 22
6 4 36 121 37 24 20

1777, janvier, 7 48 10 112 44 69 54
Décembre, 20 3 13 221 0 0 12
19 4 36 221 47 3 51
1773, mai, 45 47 183 53 70 5
Bayli
1777, janvier, 13 47 50 131 25 73 10
Cook, Boréale
1774, juillet, 9 24 125 47 0 5
Eckeberg,
1780, janvier, 26 8 39 123 54 1 55
20 8 49 125 20 2 0
29 6 53 122 54 1 39
1779, janvier, 12 18 35 221 50 38 30
Mars, 6 21 56 233 51 43 11
Octobre, 26 40 59 165 52 51 53
Eckeberg,
1779, octobre, 14 48 17 179 20 54 0
Septembre, 15 53 0 176 19 63 1
Juin, 21 55 51 181 26 65 31
30 61 48 198 5 71 54
Juillet, 10 68 1
18 70 26 213 27 79 58
Bayli
1779 août, 18 70 30 215 20 81 46
Phipps,
1773, juillet, 9 80 12 19 37 81 52
Août, 29 80 27 32 51 82 2
La Peyrouse, Australe.
côtes du Brézil 10 57 334 35 0 0
Humboldt,
1800, au Pérou 7 1 300 0 0

L’inclinaison à Paris, en octobre 1810, était de 68° 50′.

L’inclinaison à Paris, le 2 décembre 1814, à midi, était 68° 36′, par conséquent elle y diminue.

L’inclinaison de l’aiguille paraît être sujette à une variation séculaire comme la déclinaison ; nous n’avons peut-être pas encore un assez grand nombre d’observations pour la déterminer ; nous allons rapporter celles qui paraissent les plus exactes.

Norman, qui le premier observa l’inclinaison de l’aiguille en Angleterre, la détermina à 71° 50′ pour l’année 1575.

Bond, cent ans après, en 1676, la trouva de 73° 47′. Ces observations ne paraissent pas assez exactes.

Wshiston, qui eut des instrumens meilleurs, observa à Londres, en 1720, l’inclinaison à 75° 10′.

Cavendish, en 1776, fit un grand nombres d’observations avec son exactitude ordinaire, et détermina l’inclinaison à 72° 30′.

L’inclinaison aurait par conséquent, en 55 ans, diminuée chaque année d’une quantité moyenne = 2′ 9.

Gilpin, qui, en 1805, a fait un grand travail sur cet objet [6], a trouvé pour Londres, l’inclinaison de 70° 21′.

Cette observation, comparée à celle de Cavendish, donne, pendant ces dix années, un décroissement annuel moyen = 4′ 3.

Et si l’on répartit le décroissement sur les trente dernières années, la diminution annuelle de l’inclinaison de l’aiguille, serait chaque année = 1′ 4.

L’inclinaison a été également observée à Paris.

En 1690, Richer dit que l’inclinaison à Paris est de 75°.

Monnier dit qu’en 1775, cette inclinaison à Paris était de 72°. (Monnier, page 64, du Magnétisme).

En 1798, l’inclinaison et Paris, était, suivant Humboldt, de 69° 51′.

En 1810, en octobre, elle était 68° 50.

En 1814, en décembre, elle était 68° 36. (Annuaire pour l’an 1815, page 147)

L’inclinaison diminue donc annuellement à Paris comme à Londres.


DE L’ÉQUATEUR MAGNÉTIQUE.


Les observations que nous venons de rapporter, prouvent que l’inclinaison de l’aiguille varie suivant les latitudes. Cook l’a trouvée nulle ; c’est-dire à zéro pour les 12 degrés de latitude australe, et 0 de le même latitude ; il l’a encore trouvée nulle par les 9 degrés de latitude boréal ; les longitudes variant.

Phipps, par les 80 degrés de latitude boréale, et les 19 degrés de longitude, a trouvé l’inclinaison de l’aiguille, de 82 degrés.

Ces observations prouvent que l’équateur magnétique est différent de l’équateur terrestre ; et par conséquent, les pôles magnétiques diffèrent de ceux du globe.

Humboldt a fait également un grand nombres d’observations sur l’inclinaison de l’aiguille à différentes latitudes : elles sont conformes à celles des autres voyageurs, dont nous venons de parler ; il a trouvé l’équateur magnétique au Pérou, à 7° 1′ de latitude australe, et 80° 41′ de longitude à l’occident de Paris.

Biot et Humboldt ont comparé toutes ces observations, pour déterminer l’équateur magnétique ; voici le résultat de leur travail, [7].

Pôle magnétique boréal :
latitude 79° 1′ 4″
longitude occidentale 30° 2′ 5″
La longitude est prise à l’occident de Paris.
Pôle magnétique austral :
Latitude 79° 1′ 4″
Longitude à l’orient de Paris 149° 67′ 55″

Les nœuds de l’équateur magnétique, c’est-à-dire les lieux où il coupe l’équateur terrestre, ont été déterminés, par ces savans, de la manière suivante :

Le nœud oriental est à 59° 57′ 55″ de longitude à l’orient de Paris, c’est-à-dire dans la mer des Indes, entre les Maldives et les îles Sechelles.

Le nœud occidental est à 260 degrés de longitude orientale de Paris, c’est-à-dire à 120° 2′ 5″ de longitude occidentale proche les îles Gallipagos, dans la mer du sud.

Ces résultats diffèrent peu de ceux qu’avaient donné antérieurement Wilcke, et Le Monnier.

On a en conclu, que l’équateur magnétique doit être regardé comme un grand cercle analogue à l’équateur terrestre ; et coupant celui-ci sous des angles d’environ 11 degrés ; dans la mer des Indes, par la longitude d’environ 60 degrés ; et dans la mer du sud, par la longitude, de 240 degrés.


DE L’INTENSITÉ DE LA FORCE MAGNÉTIQUE.


L’intensité de la force magnétique varie suivant les latitudes. Humboldt a prouvé que son minimumétait sous l’équateur magnétique, et son maximum vers les pôles magnétiques. Elle va par conséquent toujours en croissant, depuis cet équateur jusqu’aux pôles [8].

On estime cette intensité par le nombre de vibrations que fait, dans un tems donné, une aiguille bien suspendue. Voici les observations sur lesquelles Humboldt s’est fondé. Il les a faites avec une bonne aiguille, dont il a observé les vibrations en dix minutes de tems :

Vibrations de l’aiguille au Pérou 211.
Vibrations à Paris 245.

Le nombre de ces vibrations a toujours été moindre en approchant de l’équateur, en raison des latitudes.

Mais le nombre de ces vibrations est souvent augmenté par des portions de fer magnétique qui se trouve dans les montagnes. C’est ce qui a été constaté par plusieurs observations de Humboldt, dans différens endroits de l’Amérique.

Biot a eu les mêmes résultats. Son aiguille, qui faisait à Paris 83.9 vibrations en dix minutes, en fit 88.2 sur le mont Genèvre.


DES CAUSES DU MAGNÉTISME DU GLOBE TERRESTRE.


Nous venons de rapporter un grand nombre de phénomènes que présente le magnétisme. Ils sont vraisemblablement produits par l’action d’un fluide quelconque. Mais quel est ce fluide ? Comment agit-il ? La physique est encore bien loin de pouvoir répondre d’une manière satisfaisante à ces différentes questions. Exposons quelques-unes des qualités de ce fluide.

1°. Une verge de fer posée verticalement, devient magnétique après un certain tems : ce qui n’a pas lieu lorsqu’elle est horizontale.

2°. On magnétise un morceau de fer, ou d’acier, en le frottant contre un aimant, ou un morceau de fer aimanté. Il faut que les pôles du même nom se correspondent toujours : c’est-à-dire, le pôle sud au pôle sud ; le pôle nord au pôle nord.

3°. On peut même aimanter des barreaux d’acier sans aimant, comme l’a fait Antheaume. Il place sur un plancher, dans la direction du méridien magnétique, des barres de fer, et il fait glisser sur ces barres des petits barreaux de fer, ayant soin de ne pas changer les pôles. Il obtient bientôt des aimans assez puissans.

4°. Vacca a fait des aimans artificiels par un autre procédé [9]. On sait qu’une verge de fer, placée verticalement pendant quelque tems, s’aimante seule. Il frotte ensuite contre cette verge des barreaux d’acier, qui deviennent de forts aimans.

5°. L’électricité peut encore aimanter des verges de fer. Franklin a aimanté des barreaux de fer en les posant dans la direction du méridien magnétique, et les électrisant fortement.

On a des observations qui prouvent que le tonnerre étant tombé dans des lieux où se trouvaient des instrumens de fer ou d’acier, ils se sont trouvés magnétisés.

Le tonnerre, en frappant des lieux, où se trouvaient des aiguilles aimantées, par exemple sur des vaisseaux, l’aiguille perd sa direction.

L’aurore boréale fait également varier l’aiguille aimantée.

6°. La chaleur peut aussi produire le magnétisme. On place dans le méridien magnétique des barreaux d’acier. On les chauffe doucement, et ensuite on les refroidit subitement : ils, se trouvent aimantés.

Les instrumens d’acier, comme les limes, les forêts, s’aimantent souvent de cette manière, lorsque l’ouvrier s’en sert, pendant un certain tems.

Mais une trop forte chaleur détruit le magnétisme. Une aiguille aimantée, qu’on fait rougir fortement ; cesse d’être magnétisée.

7°. Si on place dans le méridien magnétique un barreau aimanté, et qu’on jette sur ce barreau de la limaille d’acier, on la voit s’arranger en faisant des espèces de demi-cercles d’un pôle à l’autre.

8°. Le fluide magnétique agit à travers les corps : car si on place dans un vase de la limaille de fer, et qu’on présente un aimant à la surface extérieure du vase, la limaille en est attirée.

Il agit également à travers l’eau.

9°. Son action a également lieu dans le vide de la machine pneumatique.

10. Son action, à une certaine hauteur au-dessus de la surface de la terre, n’est point changée, comme l’a prouvé Gay-Lussac, dans son ascension aérostatique à 3600 toises.

11°. Si on approche l’une de l’autre deux aiguilles aimantées, et mobiles, et qu’on en présente les deux pôles de même nom, c’est-à-dire, les deux pôles nord ou les deux pôles sud, elles se repoussent.

Mais si l’on présente deux pôles opposés, c’est-à-dire le pôle boréal de l’une au pôle austral de l’autre, elles s’attirent.

Ce phénomène est le même que celui que présentent les corps électrisés, positivement ou négativement Si on approche deux corps électrisés positivement, ils se repoussent. La même répulsion a lieu entre deux corps électrisés négativement. Mais si l’un de ces corps est électrisé positivement, et l’autre négativement, ils s’attirent.

On a conclu de tous ces faits, qu’il y avait un fluide magnétique qui agit sur les corps magnétisés, d’une manière à peu près analogue à celle du fluide électrique qui produit les phénomènes de l’électricité.

Wilcke, Brugman… ont même supposé qu’il y avait deux fluides magnétiques, l’un boréal, et l’autre austral ; comme Symmer avait supposé deux fluides électriques, l’un vitré, et l’autre résineux.

Daniel Bernouilli a prouvé que la force des aimans était en raison des surfaces, et non point en raison des solides.

Lambert pensait que l’action du fluide magnétique est en raison inverse du carré des distances : c’est ce qu’a prouvé postérieurement Coulomb, par des expériences très-délicates, y faites avec sa balance dite de torsion.

Le globe terrestre doit être regardé comme un gros aimant, qui à ses deux pôles magnétiques situés à peu près vers les pôles de son axe. Mais ces deux pôles magnétiques ne sont pas constans : ils changent de places, et suivent les mêmes variations que la déclinaison.

Mais comment expliquer le changement de direction de la force magnétique du globe ? Nous avons vu qu’à Paris, en 1580, la direction de l’aiguille était de 11° 30′ à l’est du pôle de la terre. En 1666, elle était directement au pôle ; et en 1807, elle est environ de 24° à l’ouest. La physique n’a encore pu résoudre ce problème.

Halley, qui a fait de si beaux travaux sur le magnétisme, supposait que dans le centre du globe il y avait un petit noyau qui n’était point adhérant au globe (à peu près comme les noyaux des pierres d’aigle). La force magnétique du globe était toute concentrée dans ce noyau, qui avait ses deux pôles comme tous les corps aimantés. Ce noyau avait sur son axe un mouve-ment très-lent d’orient en occident ; ce qui faisait varier, de la même manière, la direction de l’aiguille.

Ce noyau serait, par rapport un globe, comme le noyau mobile, qui est au centre des ætites, ou pierres d’aigle.

Quoiqu’il serait impossible de prouver la réalité de cette supposition, elle explique au moins ce singulier phénomène. Mais on ne doit la regarder que comme une hypothèse.

La physique n’a pu jusqu’ici donner aucune explication satisfaisante de ces phénomènes.

Nous avons vu que Gay-Lussac, élevé dans les airs à trois mille six cents toises, n’a observé aucune variation dans la force magnétique. Nous en pouvons conclure qu’elle s’étend peut être jusqu’aux autres globes, et que, par conséquent, le fluide magnétique est un des grands fluides de l’univers répandus dans l’espace.

Mais sa nature ne nous est pas plus connue que celle des autres fluides éthérés, le calorique, le lumineux, l’électrique…

Morichini est parvenu à aimanter des aiguilles d’acier, en les exposant à des rayons violets du prisme [10] ; d’où il a conclu que ces rayons violets peuvent communiquer le magnétisme, et sont peut-être le fluide magnétique.

On peut donc dire qu’il y a quelques probabilités que le magnétisme du globe a pu être produit par les rayons lumineux, principalement les violets.

Mais l’expérience de Morichini n’expliquerait point la cause des variations de la déclinaison, ni de l’inclinaison, ni de celle des bandes sans déclinaison ; car les effets de la lumière du soleil sur le globe doivent être toujours à peu près les mêmes.

Il faut donc attendre de nouveaux faits pour pouvoir soupçonner la cause de ces phénomènes. En attendant, continuons d’observer.


DE LA MASSE DES GAZ QUI ENVELOPPENT LE GLOBE TERRESTRE, OU DE LA FORMATION DE L’ATMOSPHÈRE.


Sic igitur terrœ corpore pondus
Constitit, atque omnis mundi quasi limus in imum
Confluxit gravis, et subsedit fuditus, ut fœx,
Inde mare, inde aër, inde ether ignifer ipse
LUCRETITUS, Lib. IV

Lors de la formation de notre globe, les parties les plus pesantes en ont gagné le centre ; et les plus légères, savoir : les eaux, les gaz, le fluide calorique, le fluide électrique, le magnétique…, ont été repoussés à sa surface, comme l’a dit Lucrèce. C’est ce qui a formé les mers, l’atmosphère et les différens fluides aériformes qui l’enveloppent. Nous allons considérer ici principalement l’atmosphère terrestre.

Cette atmosphère est composée, 1°. d’air pur, ou gaz oxigène ; 2°. d’air impur, ou gaz azote ; 3°. d’une petite portion d’air inflammable, ou gaz hydrogène ; 4°. d’une petite portion d’acide carbonique.

Voici les proportions de ces différens gaz, qui ont été données par les expériences les plus récentes :

Air pur, ou oxigène 0.210
Air impur, ou azote 0.783
Air inflammable, ou hydrogène 0.003
Acide carbonique 0.004
Eau x
Miasme x

L’acide carbonique, qui est très-soluble dans l’eau, est saisi promptement par les eaux pluviales, qui l’entraînent avec elles dans les mers et dans les lacs. D’ailleurs sa pesanteur spécifique est beaucoup plus considérable que celle des autres gaz ; il ne saurait donc s’y soutenir. Aussi toutes les eaux qui sont à la surface du globe en contiennent une certaine quantité.

L’air inflammable, qui est très-léger, gagne les régions supérieures de l’atmosphère. C’est pourquoi l’air est moins pur en général sur les hautes montagnes, que sur celles qui sont à une hauteur moyenne.

Mais l’air pur ou oxigène, et l’air impur où azote, forment les masses principales de l’atmosphère.


DE LA HAUTEUR DE L’ATMOSPHÈRE TERRESTRE.


Cette hauteur ne nous est point encore connue, malgré les recherches des plus grands physiciens qui ont employé différentes méthodes pour la déterminer.

Les réfractions astronomiques ont parues aux astronomes pouvoir donner cette hauteur, parce qu’elles sont produites par l’air atmosphérique. Or, ces réfractions sont sensibles à 18 degrés au-dessous de l’horizon : d’où ils ont conclu que la hauteur de l’atmosphère était environ de dix-huit à vingt lieues.

Ils ont cru que l’ombre que l’atmosphère terrestre jette sur la terre, pouvait en déterminer la hauteur. Elle serait de 54000 toises, ou environ de 25 lieues.

Enfin, le baromètre a paru devoir donner la hauteur de l’atmosphère plus exactement qu’aucun autre moyen, puisque le mercure ne se soutient dans le tube de Toricelli, que par un poids équivalent d’air atmosphérique.

Or, en supposant que le mercure descend environ d’une ligne, en s’élevant de 75 pieds, on aurait pour la hauteur de l’atmosphère, 75 × par 336, qui correspondent à 28 pouces de mercure.

Mais le mercure ne descend d’une ligne pour 75 pieds de hauteur, que pris de la surface de la terre. À mesure qu’on s’en éloigne, cette quantité est beaucoup plus considérable ; ainsi, lorsque le mercure du baromètre ne se soutient qu’à 14 pouces, la couche d’air correspondante doit être plus légère.

L’air étant très-compressible, cette quantité augmente à mesure qu’on s’élève, en sorte qu’on ignore combien de pieds d’air atmosphérique seront nécessaires pour correspondre à un abaissement d’une ligne de mercure, lorsque, par exemple, il ne se soutiendrait plus qu’à 6 lignes dans le tube : on sait combien on a de peine à le faire descendre, dans ces circonstances, sous la machine pneumatique, et y faisant le vide.

Deluc a fait ce calcul ; il suppose que la zone d’atmosphère où le mercure ne se soutiendrait qu’à une ligne, serait de 25275 pieds, ou de 4212-5 toises.

Newton a exprimé cette dilatabilité de l’air, et sa compressibilité, de la manière suivante (Optiq. question XXVIIII).

« L’air est comprimé par le poids de l’atmosphère, et la quantité de l’air étant proportionnée à la force qui le comprime, il s’ensuit par le calcul, qu’à la hauteur de huit milles d’Angleterre (un mille est de 830 toises), de notre globe, l’air est quatre fois plus rare que sur la surface de notre globe, et qu’à la hauteur de seize milles il est seize fois plus rare qu’à la surface de la terre ; qu’à la hauteur de 24, de 32, de 40 milles, il est respectivement 64, 256, ou 1024 fois plus rare ; et qu’à la hauteur de 80, de 160, ou de 240, il est environ 1,000,000, ou 1,000,000,000,000 ou 1,000,000,000,000,000,000 de fois plus rare, ou même davantage. »

Mais enfin cette hauteur à-t-elle un terme ?

« Si l’atmosphère était le seul grand corps de l’univers, dit Deluc (Modifications de l’atmosphère, tome 2, page 248), il suivrait de notre principe, que l’atmosphère serait sans bornes ; mais il existe d’autres globes vers lesquels l’air gravite : par conséquent, à de certaines distances de la terre, l’air, au lieu de continuer à se dilater, doit se condenser de nouveau, en tendant vers d’autres globes plus fortement que vers la terre ».

On sait qu’on ne peut point faire un vide parfait dans la machine pneumatique. »

On doit conclure de tous ces faits, que l’air atmosphérique n’a une certaine densité qu’à environ vingt lieues de hauteur : mais qu’au delà, il se dilate, jusqu’à ce qu’il rencontre les atmosphères des autres corps célestes : et on n’a encore pu assigner les limites de cette distance.

Mais les faits paraissent prouver que la hauteur de cette atmosphère, qui à une certaine densité, diminue successivement, comme on l’observe dans l’atmosphère de la lune, qui n’a presque plus assez de densité pour réfracter d’une manière sensible les rayons de lumière passant dans son voisinage.

D’ailleurs, des portions considérables d’air se sont combinées, et se combinent dans la formation des différens corps, soit organiques, soit inorganiques, qui s’est opérée depuis la consolidation primitive du globe : ce qui doit diminuer la masse primitive de l’atmosphère, laquelle, par conséquent, est moins considérable aujourd’hui.


DES COURANS DANS L’ATMOSPHÈRE TERRESTRE, OU DES VENTS.


Il existe des courans ou des vents dans l’atmosphère.

Cette action des vents est si forte sur les eaux des mers, et les courans de celle-ci ont une si grande influence sur la surface du globe, que le géologue ne peut se dispenser de parler des uns et des autres.

L’atmosphère est un fluide immense formant une surface sphéroïde, très-élevée sous l’équateur, dont une des grandes circonférences a neuf mille lieues de circuit proche la surface de la terre, et une hauteur dont nous ne connaissons point encore les limites. Son équilibre est sans cesse troublé, et il s’y excite des courans comme dans tout fluide, dont les parties cessent d’être en équilibre ; ces courans, qui constituent les vents, transportent des masses d’air à des distances plus ou moins considérables.

Les physiciens reconnaissent ordinairement trois causes principales des vents.

« Les vents, dit Mariotte [11], sont les effets de trois causes principales et générales.

1°. Les mouvemens de la terre d’occident en orient :

2°. Les vicissitudes des réfractions de l’air par la chaleur du soleil, et de ses condensations, lorsque le soleil cesse de l’échauffer.

3°. Les vicissitudes des élévations de la lune vers son apogée, et de ses descentes vers son périgée.

La surface de la terre entraîne avec soi l’air qui en est proche, mais avec un peu moins de vitesse : ce qui doit faire ressentir un mouvement d’air d’orient en occident à ceux qui sont sous l’équateur, jusqu’à une latitude de plus de 20 degrés de part et d’autre, c’est de là que peuvent procéder les vents alizés entre les tropiques ».

Cousin a dit, dans son Traité élémentaire de physique, imprimé en 1795, page 135 :

« Le noyau de la terre se meut d’occident en orient avec plus de vitesse que les eaux qui la recouvrent, et que l’atmosphère qui environne ces eaux : d’où il doit résulter un vent alizé d’orient en occident, et un courant constant dans la même direction. »

Nous allons examiner les effets de chacune de ces causes sur les vents.

Il y a quatre vents généraux :

1°. Un vent qui correspond aux marées des eaux de l’océan, produit également par l’action du soleil et de la lune sur l’atmosphère, et qui les porte à l’occident.

2°. Le grand vent alizé d’est, d’orient en occident.

3°. Un vent qui vient de chaque pôle à l’équateur.

4°. Un vent qui souffle de l’équateur aux pôles.


DU VENT DES MARÉES.


Le soleil et la lune agissent sur l’atmosphère de la terre comme ils agissent sur les mers ; ils doivent donc y produire des effets analogues, c’est à-dire les transporter à l’occident. Mais les mers ont peu de profondeur, et elles sont coupées par des continens plus ou moins étendus ; au lieu que l’atmosphère à une assez grande profondeur, et elle forme une masse considérable fluide, non interrompue.

Il est vrai que l’air a une densité huit à neuf cents fois moindre que celle de l’eau, ce qui a fait dire à de grands géomètres, que l’action du soleil et de la lune, sur l’atmosphère, était presque nulle.

Mais d’Alambert, dans son mémoire sur la cause des vents, couronné à l’académie de Berlin, en 1746, reconnaît toute l’influence de l’action du soleil et de la lune sur l’atmosphère terrestre : et cette opinion est prouvée par tous les faits.

Car l’action de ces vents est très-sensible dans les équinoxes, et dans les solstices : on éprouve, à ces époques, des coups de Vents plus ou moins violens.


DU VENT ALIZÉ D’EST, OU COURANT À L’OCCIDENT.


L’atmosphère doit être considérée, ainsi que la masse des mers, comme faisant presque partie du globe terrestre, et tournant avec la même vitesse que lui. Ce mouvement, très-rapide sous l’équateur, diminue jusqu’aux pôles, où il est nul. Mais la rareté de l’air atmosphérique l’empêche, suivant les physiciens dont nous venons de parler, de se mouvoir aussi vite que la partie solide du globe : ceci doit être encore plus sensible pour les couches élevées qui correspondent à l’équateur.

Une autre cause doit retarder le mouvement des couches supérieures de l’atmosphère, c’est la résistance qu’elles éprouvent en traversant les fluides éthérés, lumineux, qui remplissent l’espace ; car, ces fluides, quelque subtils qu’ils soient, doivent faire, et font effectivement une résistance quelconque aux corps qui les traversent ; il serait difficile de calculer quelle doit être cette résistance qu’ils font éprouver à l’atmosphère terrestre, et par conséquent, quel doit être le mouvement rétrograde apparent de celle-ci ; nous ignorons et l’étendue de l’atmosphère, et la nature des fluides qu’elle traverse.

Mais à en juger par les comètes, dont les atmosphères sont quelquefois visibles sous formes de chevelures, de queues, ces mouvemens peuvent être considérables ; il est des comètes dont les queues sont très-prolongées et ont jusqu’à 100 degrés d’étendue en arrière, tandis qu’à la partie antérieure de l’astre, cette atmosphère a peu d’étendue.

On doit conclure de ces faits, que la couche d’air qui est à une certaine élévation au-dessus des plus hautes montagnes, doit se mouvoir moins vite que ces montagnes : cette couche paraît en conséquence avoir un mouvement moins rapide que celui du globe, c’est-à-dire qu’elle paraît se mouvoir d’orient en occident. Le mouvement qu’ont les couches supérieures se communique jusqu’à celles qui sont proche la surface de la terre, et doit contribuer au vent alizé général d’est ; c’est une des causes du vent alizé.

Quelques physiciens prétendent que ce principe avancé par Mariotte n’est pas exact : un globe, disent-ils, tel que celui de la terre, qui tourne sur son axe, doit bientôt imprimer aux fluides, dont il est enveloppé, la même vîtesse qu’il a lui-même ; ils prétendent que les fluides éthérés répandus dans les espaces que ces globes traversent, n’apportent aucune résistance à son mouvement.

On peut leur répondre que les plus grands physiciens, Newton, Euler, conviennent que les fluides éthérés répandus, dans l’espace, opposent aux mouvemens du globe terrestre (et des autres globes), une résistance sans doute très-faible ; mais enfin elle existe.

Les faits que nous venons de rapporter sur les mouvemens des comètes ne laissent, à cet égard, aucuns doutes.

II. Seconde cause du vent général d’est : suivant Mariotte, c’est l’action de la lune sur l’atmosphère. Il avait négligé celle du soleil ; mais d’Alambert [12] a prouvé que te soleil agissait, ainsi que la lune, sur l’atmosphère, comme sur l’océan, et y produisait un mouvement semblable vers l’occident, c’est-à-dire, des marées.

Quelques géomètres soutiennent aujourd’hui que cette cause a très-peu d’effet, et peut-être même qu’elle est nulle. Cependant il est reconnu qu’on a de grands coups de vent aux équinoxes, quelquefois aux solstices, principalement si l’action de la lune correspond, dans ces momens, à celle du soleil ; c’est-à-dire si elle est dans son périgée ou apogée : or ces vents ne peuvent être produits que par l’action du soleil et de la terre, laquelle se fait également sentir avec force sur les marées, aux mêmes époques ; ainsi leur objection paraît contraire aux faits.

III. Mais la principale cause du vent alizé d’est, provient de la chaleur du soleil comme l’avait dit Halley. Le soleil dilate l’air atmosphérique pendant le jour ; cet air se condensé pendant la nuit : par conséquent, cette dilatation produit un vent qui précède le lever du soleil ; aussi le vent d’est à l’aurore ; se fait-il toujours sentir avec assez de force pour être froid : et il est plus fort en été qu’en hiver.

L’air qui avait été dilaté, douze heures auparavant se condense pendant la nuit ; il se fait donc un vide momentané qui est remplacé par l’air raréfié.

Pour estimer les effets que cette cause doit produire, il faut, se rappeler que :

a. L’air atmosphérique, depuis le terme de la glace jusqu’à celui de 20 degrés Réaumur, se dilate d’environ un douzième.

b. Sa dilatation est d’environ un quart, depuis zéro jusqu’à la température de 40 degrés.

c. Cette dilatation est d’un tiers, depuis zéro jusqu’à la température de 60 degrés [13].

Or, sous la zone torride la chaleur du jour va jusqu’à 30, 40, et même 70 degrés dans les sables, tandis que les nuits sont assez fraîches.

Il est vrai, qu’à une certaine élévation au-dessus de la surface de la terre, ces dilatations et condensations de l’air ne doivent pas être aussi considérables ; mais elles le sont toujours assez pour troubler l’équilibre de l’atmosphère d’une manière assez sensible, pour produire le grand vent alizé d’est.

Voilà donc trois causes générales du grand vent alizé, le vent c’est.

1°. La vîtesse de rotation de l’atmosphère moins grande que celle du globe.

2°. L’action du soleil et de la lune sur l’atmosphère.

3°. La dilatation que produit l’action des rayons solaires sur l’air atmosphérique. Dans les régions équinoxiales, cet air est plus ou moins dilaté, et il est plus ou moins condensé dans les régions polaires.


DES VENTS, OU MOUVEMENS DE L’AIR DE L’ÉQUATEUR AUX PÔLES.


Cet air dilaté sous l’équateur s’élève dans les régions supérieures, et se porte ensuite vers les régions polaires, pour rétablir l’équilibre dans l’atmosphère ; cette vérité a été reconnue par Franklin.

« Le soleil, dit La Place, que nous supposons, pour plus de simplicité, dans le plan de l’équateur, y raréfie par sa chaleur les colonnes d’air, et les élève au-dessus de leur véritable niveau : elles doivent donc retomber par leur poids, et se porter vers les pôles dans la partie supérieure de l’atmosphère ; mais en même tems ; il doit survenir, dans la partie inférieure, un nouvel air frais, qui, arrivant des climats situés vers les pôles, remplace celui qui a été raréfié à l’équateur. Il s’établit ainsi deux courans opposés, l’un dans la partie inférieure, et l’autre dans la partie supérieure de l’atmosphère : or, la vîtesse réelle de l’air due à la rotation de la terre, est d’autant moindre qu’il est plus près du pôle, il doit donc, en s’avançant vers l’équateur, tourner plus lentement que les parties correspondantes de la terre ; ainsi, l’air paraît souffler dans un sens opposé à celui de la rotation de la terre, c’est-à-dire d’orient en occident : c’est en effet la direction des vents alizés ». Exposition du système du monde, in-4°, pag. 277.

Mais le soleil n’étant point exactement dans le plan de l’équateur, ses mouvemens alternatifs vers les tropiques donnent encore plus de force au courant alizé, qui se change en vents du nord-est et du sud-est, comme l’avait déjà observé Dampierre, dans son Voyage autour, du monde, en 1696, 2 vol. in-12.


DES VENTS GÉNÉRAUX DU NORD ET DU SUD, OU DES COURANS DE L’AIR DES PÔLES À L’ÉQUATEUR.


Mais le soleil et la lune n’ont point toujours la même position, relativement à la terre.

Le soleil s’écarte de 23° 27′ 30″ de chaque côté de l’équateur terrestre, c’est-à-dire que l’axe de la terre est incliné de la même quantité sur le plan de son orbite.

La lune s’écarte de chaque côté de l’équateur terrestre de plus de 30 degrés.

Ces différentes positions de la terre, relativement au soleil et à la lune, produiront de nouveaux mouvemens dans l’atmosphère terrestre, comme ils en produisent dans l’océan, relativement aux marées : aussi voyons-nous des vents plus ou moins impétueux aux équinoxes, aux solstices, et aux différens points lunaires.

Néanmoins les plus grands changemens dans les vents sont produits principalement par les différens degrés de chaleur, que la présence ou l’absence du soleil occasionne alternativement dans les deux hémisphères de la terre : il en naît de nouveaux vents généraux de nord et de sud.

Lorsque le soleil correspond à un des tropiques de la terre, il éclaire, et échauffe tout cet hémisphère : il y a un jour de plusieurs mois à ce pôle, la chaleur y devient considérable, et monte jusqu’à 28 et 30 degrés : les neiges et les glaces fondent dans les plaines ; et sur la plupart des montagnes.

Dans le même tems, le pôle opposé est couvert d’épaisses ténèbres, le froid le plus rigoureux s’y fait sentir, des brumes continuelles y règnent, la neige s’y amoncèle de plusieurs pieds, les eaux y perdent leur liquidité : on y trouve des amas énormes de glaces de plusieurs centaines de pieds d’épaisseur.

On sent combien l’air doit être condensé par un froid, que nous avons vu monter jusqu’à la congélation du mercure, et qui sans doute va encore beaucoup plus loin. Si la condensation de l’air par le froid est proportionnelle à sa dilatation par la chaleur, elle sera de près d’un tiers de ce qu’il était au terme de la glace.

Le soleil revenant ensuite échauffer cet hémisphère, en dilate l’air jusqu’à 25, 30, 40, et même 60 degrés au-dessus de zéro, quelle dilatation cet air n’éprouvera-t-il donc pas ? elle sera peut-être plus de la moitié de son volume.

Ces condensations et dilatations alternatives de l’air, produiront dans l’atmosphère des courans considérables, c’est-à-dire des vents plus ou moins impétueux, dont nous allons tâcher de faire l’histoire.

Lorsqu’on échauffe un corps, qu’on allume, par exemple du feu, ou au milieu d’un champ, ou dans une cheminée, la partie de l’air qui le touche est échauffée et dilatée, Elle s’élève dans la partie supérieure de l’atmosphère ; mais elle est remplacée par des courans inférieurs d’un autre air qui vient remplir les vides que laisse celui-ci ; il s’établit donc deux courans d’air auprès des matières enflammées, l’un supérieur qui élève la portion d’air qui touche les substances en combustion, et l’autre inférieur d’un air qui vient prendre la place de celui-ci.

L’action du soleil produit le même effet sur la masse de l’atmosphère ; car, lorsqu’il passe, par exemple, du côté du pôle boréal en avril, mai et juin, toute la partie de l’atmosphère de cet hémisphère est dilatée à la surface de la terre, proportionnellement depuis l’équateur jusqu’au pôle. Cette dilatation augmente encore en juillet et une partie d’août, par l’accélération de chaleur ; cet air s’élève donc et gagne la partie supérieure de l’atmosphère, principalement depuis la ligne jusqu’au tropique, et un peu au-delà ; mais le vide causé par cette dilatation, est remplacé par un courant d’air qui vient des régions polaires, lesquelles n’ont pas eu le tems d’être échauffées ; on a donc, dans la plus grande partie de la saison, des vents du nord.

Ce vent du nord fait lui-même un vide, qui est remplacé par de l’air qui se précipite des régions supérieures ; cet air est en partie celui que nous venons de voir s’élever entre les tropiques, lequel s’est considérablement refroidi à cette grande hauteur.

Mais ce vent du nord, à mesure qu’il approche de l’équateur, se change en vent de nord-d’est, parce qu’il n’a pas la même vîtesse de rotation que le globe. D’ailleurs, arrivé à une certaine latitude, par exemple de 30 degrés, il rencontre le vent général, ou alizé d’est, avec lequel il se confond : dès-lors ils n’en font plus qu’un, qui est le nord-est.

Ce vent nord-est gagne en partie les régions élevées de l’atmosphère ; et, arrivé à une certaine hauteur, il reflue de nouveau au pôle boréal.

Le soleil arrivé au solstice d’été, échauffe tout cet hémisphère, et principalement les régions polaires. C’est pourquoi il n’y a point de courant, ou veut général du nord, en juillet et en août.

Mais cet astre rétrogradant, les régions boréales se refroidissant, l’air s’y condense ; l’air supérieur s’y précipite.

L’air de la zone torride, et de la partie de la zone tempérée qui la touche, se dilate de nouveau, gagne la partie supérieure de l’atmosphère : l’air des régions polaires y afflue comme en avril, mai et juin, et il y a un nouveau vent du nord.

Ce vent du nord augmente de plus en plus, à mesure que le soleil s’avance vers l’autre tropique, celui du capricorne.

Il s’établit, par les mêmes causes, dans cet hémisphère austral, des vents du sud, qui partent du pôle austral, et se portent vers le tropique du capricorne, proche la surface de la terre.

Il y a un mouvement correspondant qui porte l’air des régions supérieures équinoxales vers le pôle austral, pour y remplir le vide qu’y produit le vent du sud.

Ce vent du sud, en arrivant aux environs du tropique du capricorne, y rencontre le grand vent alizé d’est, il se confond avec lui, et se change en sud-est.

Ces faits prouvent que l’atmosphère terrestre est, dans chaque hémisphère, sujette à plusieurs mouvemens généraux.

1°. Le premier porte à l’ouest toute la partie qui est située dans les régions équinoxiales, sous 25 à 30 degrés de latitude de chaque côté de l’équateur.

2°. Cet air, dilaté par la chaleur, s’élève dans la partie supérieure de l’atmosphère.

3°. Ce même air gagne ensuite chaque pôle, pour remplacer un vide causé par un quatrième courant.

4°. Ce quatrième courant est produit par des vents de nord et de sud, qui viennent de chaque pôle remplacer le vide que cause dans les régions équinoxiales le vent alizé d’est.

5°. Les vents du sud sont plus violens que les vents du nord ; ensorte qu’ils se font sentir jusqu’à dix et douze degrés de latitude boréale.

Ces vents, qui partent des pôles vers l’équateur, doivent devenir chaque jour plus violens ; car ils dépendent de la différence de température entre les régions polaires et la zone torride : or cette différence augmente continuellement, par le refroidissement progressif des zones polaires, tandis que la température de la zone torride devient de plus en plus élevée ;

Comme nous l’avons prouvé.

Tels seraient les courans excités dans l’atmosphère, si la surface de l’atmosphère était plane, c’est-à-dire sans montagnes, composée de matières homogènes, ou couverte entièrement d’eau, ou composée d’une même espèce de terres ou de pierres.


DES VENTS VARIABLES.


Mais la surface de la terre est bien éloignée d’être une plaine homogène.

Là sont des montagnes élevées, toujours froides, et souvent couvertes de neige. L’air ne peut donc y éprouver la même dilatation que dans la plaine, qui a un degré de chaleur plus ou moins considérable.

Ici sont des pays découverts, des sables brûlans…

À côté sont des forêts, des prairies, des savannes…

Ailleurs sont de grandes pièces d’eau, des marais, des rivières, des lacs, des mers, qui, comme nous l’avons vu, n’acquièrent jamais la même température que les continens.

Ces pièces d’eau sont différemment terminées relativement aux continens : elles avancent ici dans les terres, et font des golfes profonds ; ailleurs ce sont les terres qui font des avancemens dans les mers, et forment des caps, des promontoires…

Il y a donc des dilations et des condensations de l’air atmosphérique différentes dans les plaines et dans les montagnes, et sur les eaux et dans les pays couverts de bois, et dans ceux qui sont cultivés et dans les sables brûlants… C’est ce qui produit et les vents de terre et les vents de mer, les vents des plaines et les vents des montagnes, ou brises de mer et brises de terre, brises des plaines et brises des montagnes

Toutes ces causes agissent différemment, et dans l’été et dans l’hiver, le jour et la nuit : elles modifient sans cesse les vents généraux.

Enfin, la plus grande partie de ces vents n’est pas à une grande hauteur au-dessus de la surface de la terre, comme on le voit par les courans des nuages ; quelquefois ils ont des directions opposées, à des hauteurs peu différentes : d’où il s’ensuit qu’une grande masse de montagnes qui se trouve opposée à la direction du vent, en détourne le cours, comme cela a lieu pour le cours des fleuves.

Plusieures autres causes, qui sont toujours dépendantes du même principe, la dilatation et la condensation de l’air, modifient encore les vents généraux. En voici quelques-unes :

a. Les pluies : elles rafraîchissent toujours l’air, et le condensent.

b. Les nuages : ils interceptent ordinairement les rayons du soleil, et par conséquent ils produisent du froid ; d’autres fois ils les condensent et augmentent la chaleur.

Ces deux causes produisent des effets très-sensibles, sur-tout dans les pays chauds, où il y a des pluies de plusieurs mois.

c. Les vents appelés brises de mer, et brises de terre, sont des vents locaux, causés encore par l’action du soleil ; pendant le jour, les continens sont beaucoup plus échauffés que les eaux ; l’air se dilate donc sur les continens, et produit un vent qui s’étend sur les eaux : c’est la brise de terre.

La nuit survenant, cet air dilaté se condense plus que celui qui est sur la mer ; il s’établit donc un courant-d’air qui, de la mer, s’étend sur le continent : c’est la brise mer.

Les mêmes causes produisent des brises des plaines, et des brises des montagnes.

d. La végétation absorbe une assez grande quantité d’air au printems et en été.

Au contraire, en automne et en hiver, la décomposition de toutes les plantes annuelles, et celles des feuilles des plantes vivaces, laissent dégager beaucoup de cet air absorbé.

e. Les vapeurs souterraines, les gaz, les moffetes, les éruptions volcaniques, la combustion des corps, la respiration et la transpiration des animaux et des végétaux, la formation et la décomposition de tous les corps de la nature, laissent dégager de l’air, ou en absorbent ; toutes ces causes troubleront donc l’équilibre de l’atmosphère.

f. Il se dégage quelquefois des courans d’air considérables de certains terroirs, tel que celui qui se dégage de toutes les eaux minérales, les gaz et les moffetes des mines. Il y a des volcans d’air, tel que celui de Maccaluba.

g. Les grands mouvememens des eaux des fleuves, ceux des torrens, ceux des avalanches, donnent également une impulsion plus ou moins rapide à des masses d’air, et produisent des vents.

h. Enfin, l’électricité aérienne, les orages, les tonnerres, troublent sans cesse l’équilibre de l’atmosphère.


DES VENTS DES CÔTES.


Il règne ordinairement sur les côtes de la mer, des vents dont la direction est le plus souvent opposée à celle des vents généraux ; ils dépendent des circonstances locales.

L’histoire de ces vents a été particulièrement étudiée par les navigateurs, parce qu’ils doivent parfaitement les connaître pour aborder sur les différentes côtes. Nous ne saurions entrer ici dans tous ces détails, qui sont suffisamment connus.



  1. Le globe terrestre ne peut être connu qu’en le comparant aux autres globes, qui sont innombrables : il est un des plus petits.
  2. Dans mes divers Ouvrages, et que j’ai réunis dans mon Discours préliminaire de 1815, du Journal de Physique, tome 80.
  3. Voir mon Mémoire sur la fluidité aériforme des substances qui ont formé le globe terrestre. Journ. de Phys., tome 61, pag. 276.
  4. Mathieu, Connaissance des tems, 1816, pag. 332.
  5. Journ. de Phys. tom. 65, p. 431
  6. Journal de Physique, tom. 65, pag. 431.
  7. Journal de Physique, tom. 59, pag. 447.
  8. Journal de Physique, tom. 59, pag. 431.
  9. Journal de Physique, tom. pag.
  10. Journal de Physique, tom. 77, pag.
  11. Traité du mouvement des eaux, imprimé en 1690, et collection de ses œuvres, édition in-4°, pag. 343.
  12. Mémoire sur la cause des vents, 1746.
  13. Prony, Journal de l’École polytechnique.