LE MICROSCOPE
le rouge. Tout le monde a vu ces couleurs quand l'arcen-ciel jette comme un1 pont irisé d'un bout à l'autre de l'horizon céleste. On les voit encore sur nos tables, quand la lumière colore de mille nuances, en les traversant, nos vases -de cristal. C'est enfin cette même dé- 5 composition de la lumière qui fait ressembler à des diamants de toutes couleurs les gouttes d'eau que la rosée du matin a suspendues sur l'herbe des prairies.
Par suite de cette décomposition de la lumière s'effectuant à travers le verre des lentilles, plus les microscopes 10 étaient puissants, c'est-à-dire formés de plus fortes lentilles, plus les images produites étaient colorées et confuses. Newton2 regarda comme impossible de remédier à ce défaut. Selon lui, les lentilles qui ne donneraient pas d'images irisées, ou, comme on dit, les lentilles achro- 15 matiqucs,3 étaient impossibles à obtenir.
Cependant, en 1757, un opticien de Londres, nommé Dollond,4 réussit à construire des lentilles achromatiques. Il parvint à ce résultat en juxtaposant deux lentilles, l'une biconvexe en crown-glass, l'autre concave-convexe, 20 en flint-glass. Mais ce n'est qu'en 1824 que ces lentilles, appliquées depuis longtemps à d'autres instruments d'optique, furent utilisées dans la construction du microscope, par M. Selligues. Dès lors le pouvoir amplifiant du microscope alla rapidement en augmentant. On a fini 25 par atteindre un grossissement de douze cents diamètres.
Théorie du microscope composé. — Il nous reste à expliquer le mécanisme physique au moyen duquel on parvient, avec deux morceaux de cristal convenablement 30 taillés, à découvrir aux yeux émerveillés de l'observateur tout un monde inconnu, et à dévoiler ainsi à l'homme une
page admirable du livre de la création que ses sens lui dérobaient, et qu'a reconquise son génie.
Le microscope composé renferme un oculaire et un objectif, formés chacun d'une lentille biconvexe comme s la lunette astronomique. C'est, en quelque sorte, la lunette astronomique, car il est aisé de comprendre que, puisqu'il s'agit, avec le microscope, d'amplifier les objets très petits, un mécanisme physique analogue à celui de la lunette astronomique doit permettre d'obtenir ce
io résultat.
Dans le microscope, l'objet étant très près de l'objectif, une image amplifiée va se former par l'effet grossissant de la lentille biconvexe de l'autre côté de l'objectif. Ensuite, l'oculaire jouant, comme dans la lunette astrono-
15 mique, le rôle de loupe, on obtient, en avant de la première image, une nouvelle image, très amplifiée, et qui produit ainsi l'effet grossissant qui permet d'examiner dans leurs moindres détails les objets que leur dimension excessivement faible empêchait de discerner à la vue
20 simple.
Un microscope est donc un instrument au moyen duquel on regarde à travers une loupe, non pas un objet, mais l'image de cet objet déjà amplifiée par une lentille biconvexe.
25 Quand on parle du grossissement du microscope, c'est de l'amplification de son diamètre qu'il s'agit. Le grossissement en surface est le carré, de ce nombre. Ainsi, par exemple, si un objet paraît sous des dimensions linéaires cent fois plus grandes, sa surface sera vue dix
30 mille fois plus grande.
Applications du microscope. — Appliqué à une foule d'objets de la nature, le microscope charme nos yeux,
LE MICROSCOPE Ol
étonne notre esprit, ravit notre imagination, devant les merveilles d'organisation qu'il nous révèle au sein des corps organisés. Un petit fragment de l'herbe de nos prairies, l'œil le plus imperceptible d'un insecte, soumis à l'action de cet admirable instrument, nous découvrent s tout un monde nouveau où s'agitent l'activité et la vie. Une goutte d'eau empruntée à un ruisseau chargé de quelques immondices végétales, une matière organique en voie de décomposition, laissent apparaître, si on les observe au microscope, des myriades d'êtres vivants, d'ani- 10 maux ayant chacun une organisation parfaite, et accomplissant leurs fonctions physiologiques comme les grandes espèces que nous connaissons. La révélation de ce monde invisible que les anciens ont ignoré est, pour les générations modernes, un* motif de plus1 d'admirer la toute- 15 puissance du Créateur.
Dans les sciences proprement dites,2 les applications du microscope sont nombreuses. Les chimistes emploient cet instrument pour étudier les cristaux, pour déterminer leurs formes et les différencier d'autres substances ana- 20 logues, pour observer les organismes provenant des fermentations et des putréfactions. Entre les mains du médecin, il peut servir à faire reconnaître diverses maladies par la seule inspection des liquides vitaux. Il sert encore à mettre en évidence les falsifications nombreuses 25 auxquelles peuvent être soumis le fil, la soie, la laine, etc., et les matières alimentaires, telles que l'amidon et les farines. Il sert enfin à mesurer les corps les plus ténus. On a pu, de cette manière, reconnaître que la dimension des globules du sang n'est que de Ti^ de 30 millimètre de diamètre.
On ne peut se défendre d'une vive admiration pour
les procédés de la science actuelle, en apprenant que, grâce à certaines machines à diviser,1 on a pu exécuter, dans le faible intervalle que mesure un millimètre, jusqu'à mille divisions égales. Quand on regarde au
5 microscope un millimètre ainsi divisé en mille parties égales, on aperçoit très nettement chacune de ces divisions.
Microscope solaire. — Le microscope solaire est une simple lentille qui sert à amplifier considérablement
io l'image d'un objet fortement éclairé au moyen de la lumière solaire. Un faisceau de rayons de soleil est reçu dans une chambre entièrement obscure, au moyen d'une mince ouverture circulaire percée dans le volet de la fenêtre. Ce faisceau éclaire très vivement un objet étalé
is sur une lame de verre, et placé sur le passage des rayons solaires. Une lentille de verre, fixée dans le petit tube qui fait suite à2 l'objet, amplifie considérablement cet objet, qui, ainsi agrandi, vient se projeter et se peindre sur un écran noir. Les dimensions de cette image aug-
20 mentent à mesure que l'on recule cet écran.
On voit que le microscope solaire n'est autre chose que la lanterne magique éclairée par les rayons solaires. L'image obtenue offre un énorme développement, mais elle est indécise, et plus elle s'accroît en dimension, plus
25 elle perd en netteté, comme il arrive pour les images de la lanterne magique.
On a remplacé dans le microscope solaire la lumière du soleil par la lumière du gaz oxyhydrique.
Plus récemment, on a éclairé le même appareil par la
30 lumière électrique, et cette dernière disposition est la plus usitée, parce qu'on peut opérer à toute heure et en tout pays.
C'est au milieu de révolutions nombreuses que le globe terrestre s'est lentement formé. Il n'a conquis son état actuel de stabilité qu'après des agitations géologiques importantes : chacune d'elles a laissé l'empreinte de modifications profondes, et c'est pendant les déchirements 5 volcaniques que s'est constitué le sol, aujourd'hui le théâtre des événements humains.
Un morceau de houille, avant d'être charbon, a été arbre, avant d'être inerte, a vécu : ses rameaux verdoyants ont longtemps palpité sous l'étreinte puissante des rayons 10 solaires.
Bien avant l'apparition des hommes sur la scène du monde, la terre était couverte de végétaux entassés en épaisses forêts qui ont lentement grandi, pendant des siècles; aujourd'hui demeure des hommes, notre planète 15 était autrefois le domaine des plantes. Quelque luxuriante qu'ait été la végétation de ces époques reculées, quelque puissantes qu'aient été ces forêts primitives, après une longue période de prospérité, elles ont peu à peu disparu dans la suite des âges. 20
Les arbres superbes sont tombés et les plantes robustes sont mortes ; le décor a changé sur le théâtre de la terre.
Mais l'empire végétal n'a pas disparu de la scène du monde sans y semer des débris abondants ; Ninive1 et Babylone2 affirment encore aujourd'hui leur splendeur 25 passée par les chapiteaux, les pierres et les colonnes confusément amassés sur leur tombeau ; la végétation houillère a de même laissé les témoins de sa puissance.
Ces débris du règne végétal anéanti, ces ruines des forêts antédiluviennes, se retrouvent dans toutes les parties du monde ; ce sont les gigantesques amas noirs que nous appelons charbon de terre. Les mines de houille s renferment dans leur gisement des milliers de cadavres de végétaux formidables, lentement carbonisés à travers les âges ; elles sont comme l'ossuaire gigantesque de tout un peuple de plantes et d'arbres immenses.
Il est certain que la houille est le résultat de la décom-
10 position de végétaux qui ont étendu leur verdure, pendant une longue période, à la surface des continents. Quand on parcourt les galeries souterraines creusées dans les gisements de charbon de terre, il n'est pas rare d'y rencontrer des débris de plantes nettement conservés,
15 des empreintes de feuilles et de fougères, des troncs même encore debout dans l'amas de charbon. Aux mines de Treuille, à Saint-Étienne,1 des troncs fossiles sont emprisonnés dans le gisement ; on les trouve dans leur tombeau, à la place qui les a vu naître. Carbonisés,
20 inertes et sans vie, ils ont l'élégance de l'individu vivant. Ces cadavres se dressent avec majesté, comme au jour où pleins de sève et de vie, ils aspiraient à la lumière solaire. Il est probable que le sol où s'enfonçaient leurs racines s'est lentement affaissé, et des nappes d'eau les
25 ont peu à peu engloutis dans leur sein ; puis la terre les a ensevelis. « Dans la houille de Parkfield-Colliery, dit l'illustre géologue anglais Lyell,2 dans le Staffordshire3 méridional, on a mis à découvert,4 en 1854, sur une surface de quelques centaines de mètres, une couche de
30 houille qui a fourni plus de soixante-treize troncs d'arbres garnis encore de leurs racines.» Quelques-uns de ces troncs gigantesques avaient trois mètres de circonfé-
rence ; ils s'étendaient sur une couche d'argile au-dessous de laquelle on rencontrait les débris d'une autre forêt. Au-dessous de celle-ci d'autres arbres existaient encore, en grande abondance. Étrange agglomération, entassement formidable et majestueux: des forêts superposées 5 aux forêts, des arbres sur des arbres, donnent naissance à ces mines gigantesques qui nous frappent par leur grandeur et leur étendue !
Dans les cinq parties du monde, dans toutes les régions de la terre, en Europe comme en Australie, en Amérique 10 comme dans les Indes, le mineur qui creuse l'épiderme terrestre a trouvé abondamment la houille, et le géologue qui l'étudié, observe ces empreintes, ces débris, qui attestent la splendeur d'une vie surabondante et luxuriante.
Là, ce sont des fougères aux branches ramifiées, ici des 15 calamités1 aux tiges aplaties, plus loin, des fruits primitifs, des feuilles dentelées comme une fine mousseline, ou compactes, comme celles d'un végétal grossier.
Dans les schistes houillers, il n'est pas rare de rencontrer les débris de poissons qui peuplaient les mers de 20 ces âges reculés, et quelquefois même on trouve l'empreinte complète d'un poisson qu'il est facile de définir et d'étudier, tant son squelette est nettement gravé sur la pierre fossile. Des investigateurs vraiment privilégiés ont quelquefois eu la bonne fortune de mettre la 25 main sur2 certains restes de reptiles qui vivaient jadis dans les eaux troubles et fangeuses des rivages. Parmi les empreintes de reptiles amphibies de la période houillère, les plus remarquables que nous puissions citer sont celles de Yarchegosaurus,3 trouvées en 1847, dans le bas- 30 sin houiller de Saarbruck,4 près de Strasbourg.5 Les ouvriers qui mirent la main sur cet échantillon furent
frappés d'une véritable stupeur; on eut toutes les peines du monde à les persuader qu'ils n'avaient pas déterré quelque géant fabuleux, enfoui dans le sol, depuis les mystérieuses périodes du moyen âge.
5 La découverte des palmiers dans le charbon fossile a principalement surpris les naturalistes, car ces arbres devaient vivre1 anciennement avec le pin, dont les débris se trouvent aussi dans la houille; aujourd'hui ces deux espèces semblent se fuir. — C'est toujours un fait éton-
io nant de voir ensemble des pins, arbres du nord, avec des palmiers, rejetons des tropiques; Colomb ne manqua pas d'être frappé de ce fait, quand il débarqua en Amérique ; il écrit à Ferdinand le Catholique,2 avec étonnement, que « l'on trouve des palmiers et des pins clans le pays nou-
15 vellement découvert.» Ce qui se présente par exception3 sur la terre actuelle, était presque une généralité à l'époque houillère.
Parmi les débris d'êtres vivants enfouis dans les terrains contemporains de la houille, notamment dans les
20 schistes et dans les grès, on peut encore mentionner des écailles de poissons, ou des vertèbres nettement conservées. Les belles collections géologiques du Muséum d'histoire naturelle4 et de l'École des mines,5 comptent parmi les pièces rares qui les composent, de magnifiques
25 empreintes de poissons, que l'on dirait ciselées par un artiste sur des plaques de schistes ou de grès houiller. L'illustre Palissy6 disait vrai, lorsqu'il affirmait que la nature est un livre, toujours ouvert à l'observateur laborieux ; quels ne seraient sa joie et son étonnement, s'il
30 lui était donné d'admirer aujourd'hui ces vestiges antédiluviens de l'époque houillère, de visiter aux États-Unis ces morceaux d'argile tendre, où se trouvent moulées les
empreintes de pattes d'animaux fossiles, où l'on voit jusqu'à des gouttes d'eau de pluie, jusqu'à la trace capricieuse des ondulations des vagues de ces âges disparus ; trace si fugitive, restée indélébile à travers les siècles !
Les empreintes de fougères sont les plus abondantes, s et le nombre de leurs variétés est considérable ; c'est une flore complexe que celle de la bouille,1 et le botaniste énumère difficilement toutes les espèces qu'il rencontre dans les entrailles du sol. Spectacle étonnant que celui de ces débris, encore conservés jusqu'à nous!2 10
Nous n'en finirions pas s'il fallait énumérer la liste des fossiles qui s'offrent au géologue dans le terrain bouiller. Il nous suffira d'avoir mentionné quelques types caractéristiques donnant une idée des débris abandonnés, dans l'écorce terrestre, par un monde disparu. 15 Si les plantes sont abondantes, si la flore est riche et multiple, les coquillages ne sont pas moins nombreux ; ils se comptent par milliers. Quelques espèces offrent de grandes analogies avec celles qui régnent encore à la surface des continents. Pour n'en citer qu'un exemple, 20 mentionnons les étoiles de mer fossiles, que l'on trouve assez fréquemment dans les rognons de fer carbonate3 contemporains de la période houillère, et qui, quoique âgées de plusieurs milliers de siècles, paraissent avoir été recueillies sur nos rivages modernes. 25
Presque tous les grands phénomènes géologiques qui ont déterminé la formation de l'écorce terrestre se manifestent encore lentement sous nos yeux pendant l'époque actuelle. C'est ainsi que les perturbations mécaniques, qui ont rejeté les eaux bien loin de leurs rivages, sont 30 représentées de nos jours par les soulèvements du sol et par l'effort des volcans ou des tremblements de terre;
c'est ainsi que la lente génération des roches s'effectue sous nos yeux, par le dépôt des cours d'eau et des mers ; mais tous ces phénomènes modernes n'ont plus la puissance d'action des phénomènes anciens, c'est un mouve-
5 ment ralenti, en effet, atténué, et comme une lointaine réminiscence.
La formation de la tourbe, qui prend naissance sous nos yeux mêmes, a sans doute de grandes analogies avec la formation de la houille, et son étude peut nous donner
10 quelques aperçus précieux sur la création des immenses gîtes carbonifères où puise l'industrie moderne.
La plupart des tourbières se trouvent dans des plaines basses où les eaux ne s'écoulent que difficilement et où elles ne présentent généralement qu'une très faible pro-
15 fondeur. Telles sont les vastes tourbières des bassins de la Somme,1 de la Seine2 et de la Loire.3 Quelquefois le phénomène du tourbage se produit sur des pentes que couvrent des plantes abondantes, basses et serrées. Ces végétaux entremêlés agissent comme une sorte d'épongé,-
20 qui retient constamment une nappe d'eau où ils se décomposent. Telles sont les tourbières des pentes montagneuses de la France et des Vosges;4 toutefois, sur ces versants, la génération de la tourbe est loin d'être aussi active que sur les plateaux horizontaux.
25 D'après les remarquables travaux de M. Élie de Beaumont,5 il se développe dans les eaux stagnantes où la tourbe prend naissance deux espèces de végétation ; l'une, au fond, engendrée par des végétaux aquatiques ; l'autre, superficielle, produite par des plantes terrestres
30 qui prennent racine sur une espèce de radeau solide, formé par les feuilles et les bois morts qui surnagent, et que viennent grossir une infinité de débris organiques.
Une fois que ces végétaux terrestres ont pris naissance, il se forme à la surface de l'eau un gazon superficiel qui se consolide de jour en jour; sa solidité s'accroît constamment, et il peut bientôt servir de support à des arbres assez grands. Quand on parcourt ces terrains formés 5 au-dessus de nappes d'eau, on s'aperçoit qu'ils sont élastiques, sonores, et la moindre cavité qu'on y creuse fait entrevoir le liquide stagnant.
« Pour bien apprécier, dit M. Burat,1 le phénomène de l'accroissement des tourbières, il suffit de se rendre 10 compte de leur structure intérieure. Le gazon superficiel forme une surface solide, élastique, au-dessous de laquelle se trouve l'eau, remplie par les plantes ascendantes du fond et les racines descendantes du gazon ; ces plantes et ces racines enchevêtrées déterminent un 15 feutrage spongieux. Du fond de l'eau se développent et montent les plantes aquatiques qui augmentent l'épaisseur du feutrage et dont la décomposition successive accroît incessamment l'épaisseur de la tourbe. Cette tourbe se stratifié à mesure qu'elle se produit, et elle 20 exhausse le fond de la tourbière.»
L'apparence de la tourbe est très variable, suivant la nature des végétaux qui la constituent. La tourbe mousseuse est la plus abondante: elle est formée de végétaux rampants agglomérés et entrelacés. La tourbe 25 feuilletée est essentiellement produite par des feuilles superposées, et l'on rencontre dans sa masse les troncs et les branches des arbres où ces feuilles ont pris naissance. Généralement ces troncs sont déformés, aplatis et couchés ; cependant ils restent quelquefois debout comme 30 les fossiles qui se trouvent dans la houille.
Ces gisements prennent le nom impropre de forêts sous-
marines, parce qu'on les rencontre souvent sur les rivages de l'Océan, à un niveau inférieur à1 celui des eaux; mais ils sont constitués par des végétaux terrestres, des chênes, des bouleaux, transformés en tourbe, que 5 l'immersion subite des eaux ou la pression des sables a profondément enfouis dans les entrailles du sol. La baie de Saint-Michel2 présente un bel exemple géologique de la submersion de la tourbe. Située sous le sol du rivage, derrière des levées ou barres de galets que les ouragans et la
io tempête ont postérieurement détruites, à l'époque des Romains, elle était couverte de bois. La levée littorale, brisée par la force des flots, submergea la forêt vers le huitième siècle ; bientôt le sol tourbeux de la forêt fut envahi par les sables, et aujourd'hui c'est sous les dunes qu'on le
is rencontre pendant la tempête. Le choc des vagues rend manifeste cette formation séculaire ; les flots frappent le fond du rivage et en arrachent des débris de bois, noircis par une altération analogue à celle des tourbières.
Oui nous dit que ces tourbières ne se transformeront
20 pas un jour en charbon de terre et que nos descendants ne puiseront pas plus tard dans ces gisements, actuellement en voie de formation? A part la différence minéralogique des produits, rien ne s'oppose à assimiler les conditions de formation de la houille à celles qui donnent
25 naissance à la tourbe. Cette hypothèse se présente naturellement à la pensée; elle se trouve vivifiée par l'observation même de la nature qui nous montre dans ses créations multiples l'action des mêmes causes produisant les mêmes effets. Cette lente formation de la tourbe est
30 peut-être l'image de la formation des gisements séculaires de la houille; nous aurions sous les yeux le tableau de l'action des forces naturelles, qui travaillent patiemment
à travers les âges, et qui, aidés par l'influence du temps, produisent des œuvres immenses. Nous trouverions ainsi la confirmation de la grande pensée de l'illustre Leibnitz,1 qui considérait le présent comme un miroir où se reflète le passé pour réfléchir l'avenir. 5
L'étude des empreintes de fougères et d'arbres divers, ne nous permet pas seulement d'affirmer en toute certitude l'origine de la houille; elle nous autorise encore à reconstituer par la pensée le monde disparu de cette période si surprenante. Pompéi et Herculanum,2 enfouis 10 sous la lave volcanique, se dressent aux yeux de l'historien qui décrit les maisons de ces cités gracieuses, et qui voit la foule des morts se réveiller pour animer les rues aujourd'hui désertes et silencieuses ; les fossiles de la houille semblent de même sortir d'un long repos pour 15 apparaître aux yeux du géologue, cet autre historien de la nature; sous les ordres de la science, les fougères relèvent leurs rameaux épais, les lépidodendrons3 aux tiges élancées et flexibles reprennent vie; les lycopodiacées4 verdoyantes baignent leurs racines dans les marécages, 20 autour d'un tapis de verdure éternel et sans limites.5 La terre, d'un pôle à l'autre, est couverte d'un épais manteau de verdure et les végétaux de la houille ressuscitent à la voix de la géologie. Voilà les continents qui se revêtent d'un ombrage immuable et prodigieux. 25
Étrange décor qui embellissait la scène de notre planète: nos végétaux les plus humbles étaient les plus orgueilleux; les fougères de notre époque ne sont plus que les représentants rachitiques des fougères antédiluviennes, et les humbles herbages de nos marais sont une 30 image en miniature des roseaux gigantesques qui couvraient le sol. Les végétaux primitifs avaient une uni-
formité saisissante, quelque chose de grand dans la pauvreté d'espèces. La nature, prodigue de force et de fécondité, semblait avare de variété. Pas de fruits, pas de fleurs, comme contraste dans la monotonie des nu-
5 ances ; pas d'animaux terrestres pour animer de leurs mouvements ces forêts silencieuses. La vie végétale immobile, éternelle: sur les continents, çà et là des marécages, plus loin, des mers étendues. Pas un oiseau ne voltigeait sur les rameaux épais, pas un mammifère
io ne cherchait l'ombre sous les feuilles, l'Océan seul avait de nombreux habitants. Quelques rares insectes promenaient leurs ailes diaprées, irisées et brillantes sur ce monde organique; mais la majesté des forêts n'était troublée par aucun être supérieur ; pas un pied vivant
15 ne froissait la feuille qui se détachait de sa tige, pas une souillure sur cette virginité d'ombrage et de verdure, pas une pensée pour contempler l'uniformité de ce monde étrange.
Au centre de l'Afrique, sous les tropiques, il existe
20 encore quelques forêts dont les arbres offrent une analogie frappante avec ceux de la période houillère. Livingstone1 a décrit ces végétaux singuliers qu'il a découverts au milieu des régions inexplorées du vaste plateau africain. L'humidité de l'air, la chaleur excep-
25 tionnelle de ces contrées accablent l'audacieux voyageur qui ose pénétrer dans ce domaine de la végétation : les pluies torrentielles, les rayons d'un soleil ardent, anéantissaient l'explorateur ; c'est là le pays de la végétation touffue qui règne puissante, majestueuse.
30 Sur ce vaste plateau africain est écrite, pour ainsi dire, l'histoire des forêts de la houille ; on y voit les derniers vestiges d'un monde anéanti. Mais l'atmosphère de ces
contrées modernes n'est plus ce même air antédiluvien chargé d'acide carbonique, si propre à donner aux végétaux une force et un développement exceptionnels.
La rapidité de croissance des végétaux primitifs, l'activité de leur développement, la grandeur de leurs pro- s portions, l'immensité de leur étendue, peuvent, en effet, nous présenter l'état de l'air dans ces âges enfouis depuis des siècles dans les profondeurs du passé.
L'atmosphère était saturée d'humidité, chargée de gaz acide carbonique, et sa température très élevée favorisait 10 le développement des végétaux. Des pluies abondantes et torrentielles se déversaient sur les continents,, fécondaient les forêts qui s'élevaient aux bords des estuaires, sur le rivage des lacs et au milieu de fiords verdoyants.
Sous l'influence des rayons solaires, les plantes de ces 15 temps reculés réduisaient l'acide carbonique; elles s'assimilaient le carbone qui s'y trouve contenu et purifiaient ainsi l'atmosphère, en le préparant à donner la vie à d'autres êtres plus perfectionnés. Cette réduction de l'acide carbonique s'opérait avec une absorption de cha- 20 leur de la part du végétal ; chaleur emmagasinée, devenue latente, qui ne devait apparaître que le jour où l'homme brûlerait le noir combustible. Quand on chauffe le charbon de terre, il brûle, il se combine avec l'oxygène de l'air et dégage de la chaleur ; on peut dire sans 25 être paradoxal, que cette chaleur n'est autre que1 celle des rayons solaires antédiluviens, concentrés pendant des siècles dans la houille; ils se dégagent aujourd'hui pour féconder l'industrie des sociétés modernes.
La terre est actuellement soumise à des transformations incessantes.
L'eau qui s'agite dans la mer, qui glisse sur le flanc des montagnes, qui roule dans le lit des fleuves, l'air s agité qui forme le vent, les feux souterrains qui grondent dans les éruptions volcaniques, qui se manifestent par les tremblements de terre, modifient constamment le relief de nos continents.
L'Océan couvre presque la totalité du globe, ses eaux
io s'étendent surtout dans les parties chaudes de notre planète; dans les régions torrides, sous l'influence de la chaleur solaire, elles s'élèvent sans cesse dans l'atmosphère à l'état de vapeur. Les courants aériens la transportent sous forme de nuages vers les régions du nord,
is où sous l'effet de l'abaissement de température elle reprend l'état liquide, tombe en pluie à la surface des continents, ou se condense en neige quand elle rencontre le sommet glacé des montagnes. Les glaciers prennent naissance et retournent ensuite à l'état liquide par la
20 fusion.
L'eau en s'écoulant ainsi sur le flanc des montagnes forme le torrent qui entraîne dans sa course des fragments de rochers, des pierres, et qui les divise ou les arrondit par le transport ; les menus fragments forment
25 un limon qui se précipite dans la vallée, et que le fleuve entraînera dans ses eaux jusqu'au bord même de la mer, où il donne naissance au delta. L'eau tend donc à
niveler la montagne, à transporter une partie de sa substance dans la vallée, et jusqu'aux bords même de l'Océan.
Mais l'eau modifie encore le globe, en dissolvant les substances minérales qu'elle arrose sur son passage au 5 sein des continents ; elle s'empare du carbonate de chaux dont sont constitués les terrains calcaires, et le porte au milieu des mers où des polypiers1 s'en saisissent. Les . infiniment petits qui y vivent, fixent le carbonate de chaux, édifient des récifs, des îles, peut-être des conti- 10 nents de l'avenir, avec la substance qui est ainsi arrachée des terres émergées actuelles.
Sur les rivages, les vagues ébranlent les falaises, les font ébouler, les taillent, les découpent, y ouvrent des arches, y façonnent des pics, des aiguilles, qui tombant 15 bientôt, sont divisés en galets, puis en grains de sable.
A l'état de glace, l'eau forme les glaciers des Alpes, dont la matière visqueuse, glisse comme de la cire molle dans les anfractuosités de ces massifs, roule les pierres à leur pied et y forme les moraines. Les glaciers peuvent 20 ainsi transporter à leur surface des fragments de pierre ou des blocs de rochers, souvent de grande dimension, à des distances considérables du lieu où ils se sont formés. Plus tard, si le glacier a fondu, on retrouve ces rochers appelés blocs erratiques, qui constituent une des preuves 25 de son existence antérieure.
Sous forme de glace flottante dans les mers du nord, l'eau enlève encore la substance des îles où elle s'est solidifiée, pour s'en détacher: entraîné par les courants marins, comme le nuage l'était tout à l'heure par les cou- 30 rants aériens, l'iceberg2 reprend l'état liquide quand il arrive vers les régions plus chaudes de l'Océan, mais les
pierres, le sable qu'il tenait dans sa masse sont mis en liberté, tombent au fond des mers, où ce phénomène de fusion s'accomplit, et tendent sans cesse à l'exhausser. L'eau est l'agent de nivellement par excellence; cet 5 élément toujours en action, travaille continuellement à enlever à la montagne la substance dont elle est formée, à la diviser en blocs, en petits fragments, puis en poussière, à effondrer la falaise, à aplanir la surface du globe. Travail lent aux yeux de l'homme dont l'existence est
io bornée, mais travail régulier, incessant qui acquiert à travers les siècles une extraordinaire importance. C'est encore au sein de l'eau immobilisée dans les marécages, que les plantes qui y sont amoncelées se transforment en tourbe que quelques naturalistes considèrent comme une
15 sorte de houille en préparation.
Non moins puissante est l'action du feu central, qui forme la masse presque tout entière du globe terrestre, et qui existe partout sous la mince pellicule, où se sont succédés les êtres.1 Il révèle son action dans les trem-
20 blements de terre, dans l'éruption subite des îles volcaniques ; il vomit, la lave qui forme des traînées le long des bouches des volcans, il ride les surfaces terrestres et y pratique des fissures immenses ; mais il agit encore constamment en soulevant lentement le sol dans un grand
25 nombre de régions du globe. Ce phénomène manifeste a une importance considérable; comme ceux que nous avons énumérés précédemment, il acquiert une valeur énorme à travers les siècles. Les côtes qui s'élèvent sous la pression du feu central, repoussent les eaux
30 de la mer, au fond desquelles nous avons vu qu'il se déposait des terrains sédimentaires ; ce fond, dans la suite des âges, formera peut-être un nouveau continent,
où les géologues de l'avenir chercheront des débris fossiles.
L'air nous offre encore, quoique beaucoup moins que l'eau et le feu, l'occasion d'étudier un grand nombre de modifications terrestres ; quand il est en mouvement et 5 qu'il1 forme le vent, il chasse devant lui le sable fin des mers et amoncelle les dunes sur le rivage ; mais la dune une fois formée ne reste pas en repos. Elle se surélève sans cesse, par les nouvelles particules de poussière que l'air en mouvement y apporte, mais en même temps 10 son sommet se démolit continuellement sous l'influence du vent; elle s'accroît ainsi sur sa pente antérieure et progresse en réalité, s'avance dans un sens déterminé si le vent souffle dans une direction constante. Cette marche des dunes est le rôle le plus important de l'air, 15 mais n'oublions pas que la masse gazeuse qui entoure le globe fournit à l'eau l'acide carbonique et les gaz qu'il contient et que, par l'apport de cette première substance, elle lui communique la propriété de dissoudre le carbonate de chaux terrestre et un grand nombre de substances 20 minérales.
Quoique le tableau précédent soit tracé d'une façon tout à fait sommaire, ne nous permet-il pas de nous rendre compte de certaines modifications de la surface terrestre dans le passé? Les sédiments qui se forment 25 sons nos yeux au sein de nos mers actuelles, n'acquièrent qu'une faible épaisseur en un siècle,2 par conséquent les terrains sédimentaires anciens, qui se présentent à nos yeux avec une épaisseur de plusieurs kilomètres, ont nécessité pour prendre naissance le concours d'un temps 30 dont la durée est si considérable qu'elle dépasse tout ce que l'imagination peut rêver. C'est par milliers de
siècles qu'il faut évidemment compter le temps de formation de masses sédimentaires d'une telle puissance. Mais si pendant ces milliers de siècles, le sol qui constituait au temps de sa formation, le fond de la mer, a été
5 soulevé peu à peu sous la réaction du feu central, n'eût-il1 progressé qu'avec la régulière lenteur d'ascension de nos côtes actuelles, il n'en a pas moins dû atteindre2 et dépasser le niveau de la mer ; celle-ci se trouvait ainsi portée à recouvrir d'autres régions du globe qui s'af-
10 faissaient peut-être de la même manière. Au lieu de cataclysmes brusques ou de révolutions difficilement explicables, on assisterait à3 une suite d'oscillations, dont la démonstration apparaît dans les phénomènes actuels, et qui auraient tour à tour englouti au fond des mers
15 ou fait émerger à la surface des eaux, les différentes parties de la pellicule terrestre.
Est-ce à dire qu'il faudrait exclure de l'histoire du globe les révolutions soudaines et les grandes perturbations? Nous croyons qu'une telle manière de voir
20 ne serait pas justifiée. Les éruptions volcaniques, la brusque apparition d'îles, les tremblements de terre, se produisent encore sous nos yeux; les feux souterrains qui ont leurs moments de crise, à l'époque actuelle, ont dû se manifester* dans les temps passés, déchirer le sol
2$ par larges fissures, rejeter brusquement les eaux en inondations, à la suite de soulèvements soudains, comme cela a lieu parfois à notre époque. Mais il est probable que ces commotions violentes n'ont été jadis, comme actuellement, que des réactions exceptionnelles des forces
30 naturelles, et que ces révolutions n'ont que rarement troublé l'admirable mécanisme des évolutions de la surface terrestre.
Les géologues et les paléontologistes modernes ne sont pas d'accord sur les causes de la modification de la surface terrestre. Un de nos plus grands maîtres, Élie de Beaumont,1 qui a puissamment contribué avec les Brongniart,2 les Dufrénoy,3 les Buckland,4 les Agassiz,5 les s Saussure,6 etc., à asseoir la géologie moderne sur des bases positives et à diviser les terrains en éruptifs et en sédimentaires, était un des disciples les plus convaincus de l'école des révolutions du globe et des soulèvements. Pour cette école, toutes les montagnes ont été violemment 10 soulevées, instantanément, d'une façon subite et désordonnée. Ces cataclysmes formidables auraient donné lieu à des déluges et auraient déterminé l'extinction d'un grand nombre de familles d'êtres vivants. D'autres savants, parmi lesquels nous mentionnerons les Lyell,7 les 15 Darwin8 et un grand nombre de naturalistes français, sont partisans des causes lentes, et admettent que tous les phénomènes du passé sont analogues à ceux qui agissent encore actuellement.
C'est à Ch. Lyell que l'on doit le premier ouvrage9 où 20 ces idées se trouvent exposées d'une façon magistrale. Le grand géologue anglais tendait à prouver que les modifications de la surface terrestre, qui s'accomplissent sous nos yeux, sont suffisantes pour expliquer les transformations de l'écorce du globe à travers les âges. Il 25 montre que, pour expliquer l'origine et la structure de la terre de la façon la plus simple et la plus naturelle, en invoquant seulement les causes actuelles, il suffit de supposer des périodes chronologiques extrêmement longues. Lyell montra que nous pouvons nous expliquer 30 tout naturellement la formation de ces grandes chaînes de montagnes par de lents et imperceptibles mouvements
d'élévation et de dépression de l'écorce terrestre, qui s'exécutent encore aujourd'hui sous nos yeux. Que1 ces exhaussements et ces abaissements soient seulement de deux pouces ou au plus d'un pied par siècle, ils suffiront 5 très bien, s'ils ont une durée de quelques millions d'années, à faire saillir les plus hautes chaînes de montagnes. L'activité météorologique de l'atmosphère, l'action de la pluie et de la neige, le ressac des vagues le long des côtes, phénomènes en apparence2 insignifiants, suffisent io à produire les modifications les plus considérables, pour peu qu'on3 leur accorde un laps de temps suffisant.
La lumière des astres, de même que celle de nos sources artificielles, ne parvient jamais à nos yeux sans avoir traversé une couche d'air plus ou moins épaisse;
15 et dans bien des cas l'épaisseur de cette couche ne semble exercer aucune influence appréciable sur nos impressions. La présence de l'air n'est cependant pas une condition nécessaire à la transmission de la lumière; elle se propage dans le vide avec plus de facilité encore que dans
20 l'air. Sous ce rapport elle diffère essentiellement du son, qui a besoin, pour parvenir à notre oreille, de l'intermédiaire d'un milieu pondérable. Une sonnerie placée sous le récipient de la- machine pneumatique cesse de se faire entendre quand l'air a été complètement épuisé; les
25 plus formidables détonations pourraient se produire en dehors de notre atmosphère sans communiquer à notre oreille la plus légère impression. La lumière des astres franchit au contraire avec une prodigieuse rapidité les
espaces célestes ; la chambre vide d'un baromètre est aussi perméable aux rayons lumineux que si elle était remplie d'air ou d'un gaz quelconque.
L'air joue donc un rôle tout à fait passif dans la transmission de la lumière; on a donné le nom de 5 transparence à la propriété qu'il possède de se laisser traverser par les rayons lumineux. Cette propriété, qu'il partage à des degrés divers avec tous les gaz, n'est cependant pas le privilège exclusif des substances gazeuses. Nous distinguons très nettement les objets extérieurs au 10 travers des lames de verre qui ferment nos habitations ; l'eau limpide d'un ruisseau nous laisse apercevoir distinctement les cailloux étalés au fond de son lit.
La transparence des divers corps perméables à la lumière peut subir des variations considérables: pour une 15 même substance cette propriété diminue toujours à mesure que son épaisseur augmente. Ce fait d'une généralité absolue ne comporte pas une seule exception.
Il n'existe pas de corps d'une transparence complète; l'air lui-même oppose un obstacle sensible au passage 20 des rayons lumineux. Le soleil, à son lever, nous apparaît comme un globe de feu dont l'œil supporte l'éclat sans fatigue, mais, à mesure qu'il s'élève au-dessus de l'horizon, l'astre devient de plus en plus éblouissant, bientôt il ne nous est plus possible de le fixer du regard.1 25 La quantité de lumière émise par le soleil n'a cependant pas changé ; l'épaisseur de la couche d'air traversée par ses rayons a seule diminué.
Des effets du même genre se manifestent tous les jours à nos yeux. Ces tons si doux et si variés dont se parent 30 les grandioses paysages de la nature sont dus en grande partie à la transparence imparfaite de l'air : l'éclairage
intense des premiers plans1 établit un contraste des plus harmonieux avec l'effacement relatif des objets éloignés. Ces dégradations2 insensibles sont pour nous un des moyens les plus puissants d'évaluer les distances; cette s perspective aérienne, pour employer une heureuse expression'consacrée dans le langage des peintres, est un des principaux éléments du relief, d'un effet bien plus saisissant que la perspective sèche et géométrique des lignes.
io La diminution de transparence avec l'épaisseur est beaucoup plus accentuée dans les milieux solides ou liquides que dans les gaz et les vapeurs. Une lame du cristal le plus limpide projette déjà une ombre visible sur un écran directement éclairé par le soleil, et cette
15 ombre augmente rapidement d'intensité quand la lame devient de plus en plus épaisse. L'eau, si transparente en couche mince, acquiert une opacité presque absolue si elle est en masse considérable: la lumière qui tombe à la surface des mers s'affaiblit rapidement en péné-
20 trant dans le milieu liquide, pour s'éteindre complètement à une profondeur qui ne paraît pas dépasser une centaine de mètres. Dans les régions sous-marines règne une éternelle nuit, aussi profonde que celle des cavernes souterraines.
25 Toutes les fois qu'un3 rayon lumineux traverse un milieu transparent, ses propriétés sont plus ou moins modifiées : la couleur blanche de la lumière, ordinairement altérée, prend une nuance particulière, variable selon la nature du milieu. Cet effet se manifeste d'une façon
30 très énergique dans les verres et les liquides colorés. Ici encore, l'influence de l'épaisseur s'exerce d'une manière très remarquable: un verre rouge, par exemple, perd en
grande partie sa coloration quand on le réduit en lame mince ; il finirait par devenir incolore sous une épaisseur extrêmement faible.
Cette propriété d'altérer ainsi la couleur de la lumière n'est pas spéciale aux milieux que nous appelons colorés ; 5 on la retrouve à divers degrés dans tous les corps transparents, dont elle constitue un caractère général. Le verre le plus diaphane nous paraît vert ou jaunâtre quand il est en fragments volumineux. L'eau de la mer se colore en bleu ou en vert quand son épaisseur est consi- 10 dérable. L'air lui-même, le plus invisible de tous les corps, acquiert dans bien des cas une couleur très évidente: tout le monde a bien souvent admiré la belle nuance orangée des astres voisins de l'horizon ; cette riche coloration a son origine dans notre atmosphère; 15 elle est due à la couleur propre de l'air, rendue sensible par l'épaisseur de la couche traversée par les rayons lumineux.
Nous aurons à revenir sur toutes les causes qui interviennent dans ces intéressants phénomènes, notre but est 20 de montrer ici la diversité d'action des différents milieux transparents, en même temps que la généralité des principes sur lesquels elle repose. D'après ces quelques exemples, la transparence nous apparaît comme une propriété relative de la matière, liée à la fois à sa nature 25 même et à son état de division; il était par conséquent logique de se demander si les substances les plus opaques, réduites en feuilles d'une ténuité suffisante, ne participeraient pas, comme les premières, à cette propriété : l'expérience a répondu d'une manière affirmative. 30
Tous les métaux sont perméables à la lumière quand ils sont travaillés en lames d'une très faible épaisseur ;
l'on ne saurait attribuer leur transparence à des fissures accidentelles, car la lumière transmise acquiert, comme dans les cas précédents, une couleur spéciale intimement liée à la nature du métal.
S L'industrie de la dorure fabrique des feuilles d'or tellement minces, qu'il faudrait en superposer 10,000 pour former une épaisseur d'un millimètre: dans cet état de division extrême, l'or transmet une lumière verte. L'argent déposé par des procédés chimiques sur une lame de 10 verre laisse passer une lumière bleue; le cuivre, le platine, se comportent d'une manière analogue. On peut donc poser comme une loi générale que tous les corps deviennent transparents sous une faible épaisseur, variable avec leur nature, et que les rayons qu'ils transis mettent sont toujours plus ou moins colorés.
A côté de ces particularités, il en est une autre1 digne d'être signalée : les corps perméables à la lumière le sont de deux manières bien tranchées. En faisant abstraction des2 modifications apportées dans l'intensité ou la 20 coloration, nous voyons les objets au travers d'une lame de verre comme si cette lame n'existait pas ; remplaçonsla par une feuille de papier aussi mince qu'on puisse3 la supposer, le phénomène change complètement d'aspect. Nous recevons encore de la lumière par transparence, 2$ mais il nous est impossible de distinguer les objets placés du côté opposé. Les rayons lumineux sont, pour ainsi dire, confondus dans un pêle-mêle inextricable ; à la sensation de la forme succède seulement celle de la clarté. Beaucoup de substances se comportent comme cette 30 feuille de papier, on les désigne sous le nom de translucides ; telles sont la porcelaine, le bois, la corne, l'albâtre, le verre dépoli. Cette propriété dépend uniquement
de la structure intérieure ou de l'état des surfaces qui reçoivent la lumière; il existe d'ailleurs, comme pour la transparence, tous les degrés possibles de translucidité, de sorte que les mots opaque, translucide, transparent, indiquent simplement des caractères relatifs et non des 5 propriétés absolues de la matière. Cette distinction n'en a pas moins une importance capitale au point de vue de l'étude de la lumière. Nous nous bornerons pour le moment à étudier les phénomènes tels qu'ils se produisent dans l'air, notre milieu naturel. 10
Si l'on interpose un écran opaque entre l'œil et une source lumineuse, celle-ci cesse de devenir visible, et en apportant quelque attention à cette expérience bien simple, on reconnaît sans peine que l'éclipsé se produit au moment où le point lumineux, l'œil et l'écran sont 15 placés sur une même ligne droite.
L'observation de tous les jours met ce fait tellement en évidence, qu'il paraîtra presque puéril de le voir rappeler ici ; il est cependant fertile en conséquences et il nous servira à expliquer de nombreux phénomènes. 20 Ce mode de propagation en ligne droite nous rend compte d'une expression que nous employons très souvent, celle de rayon de lumière; ce mot désigne simplement une direction, il s'applique à toutes les lignes droites imaginables passant par la source lumineuse ; mais il fau- 25 drait se garder d'attribuer à ces prétendus rayons une existence réelle, une individualité propre.
Dans ces admirables couchers de soleil qui forment un des plus saisissants spectacles de la nature, l'astre semble darder, il est vrai, dans toutes les directions des 30 rayons aux plus vives couleurs, mais cette apparence grandiose a son origine dans notre atmosphère; ces
IOÔ SC1ENTIFIC FRENCH READER
brillantes traînées lumineuses n'ont d'autre cause que1 l'illumination de légers brouillards par la lumière tamisée à travers les nuages.
La conséquence la plus immédiate de cette propagation 5 rectiligne est la production des ombres que les corps opaques projettent derrière eux. La lumière étant incapable de contourner les obstacles, il en résulte nécessairement que tout corps opaque placé devant une source lumineuse plongera dans une obscurité complète une
io portion de l'espace situé derrière lui. Considérons, par exemple, un point éclairant de très petite dimension, tel qu'une bougie, et une sphère opaque placée sur le trajet de ses rayons : celle-ci, vivement illuminée sur l'une de ses moitiés, sera complètement obscure du côté opposé;
15 derrière elle se projettera une ombre conique à contours nettement dessinés et d'autant plus étalée que le corps opaque sera plus voisin du point lumineux.
Les choses se passent ordinairement d'une manière un peu différente. Il n'existe pas, à proprement parler,2 de
20 sources lumineuses réductibles à un point mathématique; elles ont toujours une certaine étendue. Le soleil luimême, malgré son énorme éloignement, possède encore un diamètre apparent égal à 32 minutes. Il se comporte donc comme une surface éclairante qui, à une distance
25 quelconque, aurait ce diamètre apparent; à 10 mètres seulement un pareil corps, lumineux aurait un diamètre réel égal à 45 millimètres environ. Il est facile de voir comment les ombres se modifient dans de semblables conditions.
30 Au point unique de l'expérience précédente substituons une surface lumineuse d'une certaine étendue, telle qu'une lampe entourée d'un globe de verre dépoli ; on
pourra considérer chacun des points de cette surface comme une source indépendante, et rien n'est plus facile que de construire pour chacun d'eux le cône d'ombre correspondant. On voit immédiatement que, tandis que la portion centrale de l'ombre ne reçoit aucun rayon de 5 la surface éclairante, les portions voisines sont faiblement illuminées ; cette illumination va graduellement en augmentant jusque sur le cercle extérieur, au delà duquel l'éclairement est complet. L'espace annulaire compris entre ces deux cercles reçoit donc des quantités crois- 10 santés de lumière: on dit qu'il est dans la pénombre.
Ce fait nous explique pourquoi les ombres projetées par le soleil sont toujours plus ou moins vagues et indécises. La toiture d'un monument élevé ne dessine pas sur le sol une silhouette sèche et dure, ses contours 15 estompés lui donnent une douceur harmonieuse, due à la présence de la pénombre.
Les ombres jouent, au point de vue pittoresque, un rôle d'une très grande importance : sans elles le paysage nous semblerait sans relief, les objets ne se dessine- 20 raient que par leurs contours, souvent même ils ne seraient distincts les uns des autres que par la différence de leur coloration. Tout le monde sait, d'ailleurs, combien un dessin ombré donne une idée plus nette d'un objet qu'un simple trait; combien l'éclairage du lever 25 et du coucher du soleil fait mieux valoir1 les beautés d'un paysage que l'éclairage de midi, surtout lorsqu'on est sur une hauteur. Cela ne tient pas seulement à la richesse plus grande des tons que donne le soleil lorsqu'il est près de l'horizon : la richesse plus grande des ombres 30 fait mieux ressortir le modelé du terrain. En effet, peu de pentes sont assez rapides pour ne pas recevoir la
lumière directe du soleil lorsqu'il est haut dans le ciel. Aussi, à peu d'exceptions près,1 tous les objets sont-ils éclairés vers le milieu du jour, et les ombres sont alors peu nombreuses ; par suite, les formes des montagnes s et des vallées ressortent très mal, tant qu'elles ne sont pas2 très abruptes. Lorsque, au contraire, le soleil envoie des rayons obliques et donne beaucoup d'alternatives d'ombre et de lumière, tout devient bien plus net et plus compréhensible. L'art de bien ménager des lumières
io et des ombres constitue pour le peintre le plus puissant moyen de donner de la vie à ses œuvres ; l'exactitude des contours est loin de suffire pour nous donner une image saisissante de la nature: elle constitue, il est vrai, une des grandes qualités de l'artiste, mais avant tout il
15 se préoccupe de l'effet général de son tableau, qu'une
étude profonde du clair-obscur est seule capable d'animer.
A la formation des ombres se rattache un groupe de
phénomènes météorologiques, dont quelques-uns, mal
observés, ont servi de point de départ aux croyances
20 superstitieuses des populations ignorantes. Dans les conditions ordinaires où nous observons la nature, les ombres des objets terrestres nous apparaissent toujours à la surface du sol, et d'autant plus allongées que le soleil est plus voisin de l'horizon ; mais le phénomène
25 change d'aspect pour un observateur placé sur une montagne élevée. Au moment du lever ou du coucher du soleil l'ombre de la montagne se dirigera vers le ciel, et l'atmosphère, transformée sous certaines influences en un écran gigantesque, recevra son image amplifiée. Cet im-
30 posant spectacle a été observé par MM. Martins et Bravais,3 dans une de leurs ascensions au sommet du mont Blanc. Voici la description qu'en donne M. Bravais:
« Le soleil approchant de l'heure de son coucher, nous jetâmes les yeux du côté opposé à l'astre, et nous aperçûmes, non sans quelque étonnement, l'ombre du mont Blanc qui se dessinait sur les parties couvertes de neige de la partie est de notre panorama. Elle s'éleva gra- 5 duellement dans l'atmosphère, où elle atteignit la hauteur d'un degré, restant encore parfaitement visible.
« L'air, au-dessus du cône d'ombre, était teint de ce rose pourpre que l'on voit, dans les beaux couchers de soleil, colorer les hautes cimes ; le bord de cette limite 10 offrait une zone plus intense, et cette bordure continue rehaussait l'éclat du phénomène.
« Que l'on imagine maintenant les montagnes de la grande vallée d'Aoste1 projetant, elles aussi, à ce même moment, leur ombre dans l'atmosphère, la partie infé- 15 rieure sombre avec un peu de verdâtre, et au-dessus de chacune de ces ombres la nappe rose purpurine avec la ceinture rose foncée qui la séparait d'elle ; que l'on ajoute à cela la rectitude du contour des cônes d'ombre, principalement de leur arête supérieure, et enfin les lois de 20 la perspective faisant converger toutes ces lignes l'une sur l'autre, vers le sommet même de l'ombre du mont Blanc, c'est-à-dire au point du ciel où les ombres de nos corps devaient être placées, et l'on n'aura encore qu'une idée incomplète de la richesse de phénomènes météorolo- 25 giques qui se déploya pour nous pendant quelques instants.»
Il faut rapporter à la même cause l'apparition, devenue légendaire, des spectres du Brocken. Nous empruntons à M. Brewster2 les détails suivants, relatifs à cette sin- 30 gulière apparition. « Brocken est le nom de la plus haute montagne du Hartz,3 chaîne pittoresque qui s'étend
dans le royaume de Hanovre.1 Elle est élevée de mille mètres environ au-dessus de la mer, et domine une plaine de soixante-dix lieues d'étendue. Depuis l'époque la plus reculée, le Brocken a été le siège du merveilleux : sur s son sommet, l'on voit encore des blocs grossiers de granit, que l'on appelle la chaire et l'autel du sorcier. Une source d'eau pure a reçu le nom de fontaine magique, et l'anémone qui croît sur le Brocken se distingue par le nom de fleur du sorcier. Ces noms ont probablement
io leur origine dans les rites de la grande idole Cortho, que les Saxons adoraient en secret sur le sommet du Brocken, tandis que le christianisme étendait ses bienfaits sur la plaine environnante.
« Comme lieu de ces rites idolâtres, le Brocken doit
15 avoir été très fréquenté, et l'on ne peut douter que le spectre qui se montre si souvent encore à son sommet n'ait été observé dans les temps les plus reculés ; mais rien n'indique que ce phénomène fut lié avec aucun des objets du culte de ces idolâtres. L'une des meilleures
20 relations du spectre du Brocken est celle donnée par M. Hane, qui le vit le 23 mars 1797. Après être allé jusqu'à trois fois sur le sommet de la montagne, il eut enfin le bonheur de voir le spectre, objet de sa curiosité.
« Le soleil se leva sur les quatre heures2 du matin,
25 dans une atmosphère sereine. Au sud-ouest, vers Achtermannshôhe,3 une légère brise d'ouest amena devant lui des vapeurs transparentes, qui n'avaient pas encore été condensées en nuages épais et pesants. Vers quatre heures un quart, il revenait à l'auberge et regardait si
30 l'atmosphère lui permettait de regarder librement au sudouest, quand il aperçut, à une très grande distance, une figure humaine de grandeur monstrueuse ; un coup de
vent ayant presque emporté son chapeau, il éleva brusquement la main pour le retenir, et la figure colossale en fit de même.1 De suite il fit un nouveau mouvement, en penchant le corps, le même mouvement fut répété par le spectre. M. Hane désirait faire d'autres expériences, 5 mais le spectre disparut. Il resta cependant dans la même position, attendant son retour, et peu de minutes après, il le retrouva sur Achtermannshôhe, répétant ses gestes comme ci-devant. Il appela alors le maître de l'auberge, et tous deux, ayant pris la même position qu'il 10 avait avant, regardèrent vers Achtermannshôhe, mais ils ne virent rien. Peu de temps après deux figures colossales se formèrent au-dessus de cette éminence, et disparurent après avoir imité les gestes des deux spectateurs.» 15
La propagation rectiligne de la lumière donne lieu à un autre phénomène dont nous devons dire un mot; il n'est en quelque sorte qu'un renversement de la production des ombres. Dans le volet d'une chambre obscure perçons un trou de quelques millimètres de dia- 20 mètre, d'une forme quelconque : un étrange spectacle se manifeste alors à nos regards. Tous les objets extérieurs se dessinent avec leur forme et leur couleur sur le mur opposé, en produisant une image d'autant plus nette que l'ouverture est plus étroite: cette image est 25 renversée, ses dimensions dépendent de la distance relative de l'écran qui le reçoit et de l'objet qui la dessine. On remarque de plus que la forme de l'ouverture est sans influence sur le phénomène.
L'explication de ces faits est des plus simples. Chacun 30 des points d'un objet éclairé peut être considéré comme une source de lumière envoyant des rayons dans toutes
les directions. Une partie de ces rayons, pénétrant par l'ouverture, continuera sa route en ligne droite jusqu'à ce qu'ils soient arrêtés1 par un obstacle. Là ils peindront une tache lumineuse d'autant plus petite que l'ou- 5 verture sera plus étroite. Chacun des points de l'objet se comportant de la même façon, il en résultera une série continue de taches lumineuses, dont l'ensemble reproduira la forme et les couleurs de l'objet éclairé. On comprend sans peine pourquoi cette image est renversée
io et pourquoi la forme de l'ouverture n'a aucune influence sur sa production.
La nature nous offre tous les jours des exemples de cette formation d'images par des ouvertures étroites; citons seulement la suivante : quand la lumière directe
is du soleil passe à travers les feuilles des arbres d'un jardin, elle dessine sur le sol des images rondes ou elliptiques, qui sont autant de reproductions de la forme du disque solaire. Leur apparence elliptique tient simplement à l'inclinaison du sol par rapport aux rayons de
20 l'astre: elles sont toujours circulaires quand on les reçoit sur un écran perpendiculaire à cette direction. Pendant les éclipses de soleil, la forme de ces images se modifie en même temps que celle du disque lumineux dont elles reproduisent toutes les variations ; elles permettent, à la
25 rigueur, de suivre toutes les phases du phénomène. Un simple trou d'épingle percé clans une carte réalise plus simplement encore les conditions de cette expérience.
Pour terminer cet exposé rapide des faits qui se rattachent à la propagation de la lumière, il nous reste à
30 examiner une question dont la solution présente le plus haut intérêt. Lorsqu'une source de lumière prend naissance sous une influence quelconque, ressentons-nous
l'impression lumineuse à l'instant même de son apparition, ou bien ses rayons mettent-ils un temps déterminé pour parvenir jusqu'à notre œil? Voyons-nous, par exemple, le soleil dès qu'il se lève à l'horizon, ou bien sa lumière emploie-t-elle un temps appréciable pour fran- 5 chir les millions de lieues qui nous séparent de cet astre? Les anciens philosophes, mal initiés à l'observation des phénomènes naturels, admettaient l'instantanéité de la transmission de la lumière ; cependant l'analogie seule aurait dû leur faire1 pressentir la fausseté de cette hy- 10 pothèse. Ils n'ignoraient pas que le son emploie un certain temps pour se propager du corps sonore à notre oreille ; cette seule donnée était de nature à leur faire entrevoir la vérité.
La solution expérimentale d'un pareil problème pré- 15 sentait, il faut le reconnaître, des difficultés presque insurmontables ; elle exigeait des connaissances nombreuses pour aboutir à un résultat utile ; aussi faut-il arriver jusqu'au dix-septième siècle pour voir quelques essais tentés dans cette direction ; encore sont-ils restés com- 20 plètement infructueux. Galilée, qui semble s'être occupé le premier de2 la question arriva à cette conclusion : que la lumière parcourt dans un instant indivisible les distances les plus grandes auxquelles on peut réaliser l'expérience. 25
La question restait sans solution, lorsque, en 1675, un astronome danois, Rcemer,3 frappé de discordances singulières entre l'observation et le calcul de certains phénomènes astronomiques, n'hésita pas à les expliquer par le temps employé par la lumière pour parcourir l'espace. 30 Bien que, d'après Fontenelle,4 la première idée de cette explication ait été émise par Cassini,5 il n'est pas dou-
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teux que le savant français n'ait bientôt abandonné son hypothèse ; reprise par Rœmer, elle prit rang au nombre des vérités indiscutables.
En analysant ses observations sur les éclipses d'un des 5 satellites de Jupiter,1 l'astronome danois montra que les irrégularités observées entre la durée des deux émersions successives de ce satellite étaient liées à la position relative de la terre et de Jupiter, et il les expliqua par le temps que met la lumière à franchir l'espace parcouru
io par la terre dans son orbite, dans l'intervalle des observations. Il fut ainsi conduit à attribuer à la lumière une vitesse de 77,000 lieues de 4 kilomètres par seconde.
L'imagination a quelque peine à se rendre compte de l'effrayante rapidité d'une semblable propagation : une
15 comparaison ne sera pas inutile pour faire ressortir ce qu'il y a de prodigieux dans une pareille vitesse. Les observations astronomiques ont déterminé avec précision la distance qui sépare les uns des autres les astres de notre système planétaire. Il résulte de ces observations
20 que la distance moyenne du soleil à la terre est de 38 millions de lieues. Ce nombre est encore trop prodigieusement grand pour parler avec netteté à notre esprit ; il est nécessaire, pour s'en faire une idée,2 de le comparer à des quantités dont on soit plus habitué à se rendre
25 compte ; le rapprochement suivant, emprunté à Arago,3 va nous aider à concevoir une distance aussi colossale.
« On sait qu'un boulet de 24* parcourt tout au plus 400 mètres par seconde, à sa sortie d'une bouche à feu.5 Cette vitesse correspond à 4000 mètres en 10 secondes,
30 à 6 lieues par minute, à 360 lieues par heure, à 8640 lieues par jour, à 3.155,760 lieues par an, à 37,870,000 lieues en 12 ans. Il faudrait donc plus de 12 ans à un
boulet qui conserverait toute sa vitesse initiale pour franchir les 38 millions de lieues qui mesurent la distance moyenne de la terre au soleil. Un semblable boulet n'emploierait pas moins de 360 années pour aller du soleil à Neptune ; mais il arriverait de la terre à la lune 5 en 1 1 jours.»
Ces énormes distances, que l'imagination a de la peine à concevoir, sont presque insignifiantes, quand on les oppose à la rapidité de propagation de la lumière : 8 minutes et quelques secondes lui suffisent pour parcourir 10 les 38 millions de lieues qui nous séparent du soleil ; elle ne met guère plus d'une seconde pour voyager de la lune à la terre. Que penser de la notion que nous avons du temps et de l'espace, si l'on cherche à se faire une idée de la position des étoiles relativement à notre 15 globe? La lumière ne met pas moins de 3 à 4 ans pour nous arriver des étoiles les plus rapprochées. Sirius1 met plus de 22 ans à nous envoyer ses rayons. L'étoile polaire n'en met pas moins de 50, et la Chèvre,2 éloignée de nous de 165,400 milliards de lieues, ne nous envoie 20 qu'en 72 ans la lumière qu'elle émet.
Ainsi, l'étoile polaire viendrait à s'éteindre3 subitement, nous la verrions briller encore pendant un demisiècle, grâce aux rayons qui seraient en route au moment de son extinction. De même, un astre nouveau appa- 25 raîtrait à côté d'elle, ce n'est qu'au bout de 50 ans qu'il serait permis aux astronomes d'en commencer l'étude. Si l'on considère ces myriades d'étoiles télescopiques dont le nombre augmente sans cesse avec la puissance des appareils grossissants, on est conduit à admettre que 30 la distance qui nous sépare de ces astres est égale à plusieurs millions de fois celle des étoiles les plus rappro-
chées de nous. C'est alors par siècles ou par mjUiérs d'années qu'il faut compter le temps nécessaire /â la lumière pour nous parvenir de ces foyers lumineux. On pourrait conserver quelques doutes sur les résuls tats précédents, si des observations directes n'avaient confirmé les données de l'astronomie. Plus heureux que Galilée, un savant français, M. Fizeau,1 parvint en 1849 à déterminer la vitesse de la lumière par des expériences faites sur la terre à des distances relativement faibles.
10 Plus tard, en 1802, Léon Foucault,2 reprenant cette étude, est parvenu à réaliser des expériences de la plus rigoureuse précision dans un laboratoire de quelques mètres de longueur. Chose remarquable, les résultats obtenus par des moyens si différents présentent entre eux une
15 remarquable concordance. La vitesse de la lumière déduite des calculs de Rcemer serait de 77,076 lieues par seconde. Fizeau élevait ce chiffre à 78,841 lieues, tandis que les expériences plus précises encore de Foucault l'abaissent à 74,500 lieues. Enfin, plus récemment en-
20 core un autre physicien français, M. Cornu,3 contrôlait, en perfectionnant la méthode de Fizeau, l'exactitude du nombre trouvé par Foucault.
On est tenté d'être surpris en voyant les savants s'acharner pendant des siècles avec une telle persévérance
25 à la solution d'un problème dont l'intérêt semble confiné dans le domaine des pures spéculations, mais tout se tient dans l'étude de la nature. Les progrès accomplis dans une des branches de la science se reflètent toujours sur les sciences voisines : toutes grandissent et se per-
30 fectionnent en même temps, tous4 se prêtent un mutuel secours.
La première évaluation de Rcemer supposait une con-
naissance précise de la distance de la terre au soleil ; après cette découverte, les astronomes comprirent aussitôt qu'une détermination directe et rigoureuse de la vitesse de la lumière était indispensable pour asseoir sur des bases solides cette donnée fondamentale de l'astro- 5 nomie. La physique se charge alors de leur répondre et les résultats de ses recherches font disparaître les incertitudes- qui régnaient sur les points les plus importants de la science. Les expériences de Foucault assignent à la distance moyenne du soleil à la terre une valeur 10 moindre d'un trentième environ de1 celle qui était généralement adoptée ; enfin, les dernières observations du passage de Vénus2 viennent de contrôler à leur tour les données de la physique. Ainsi s'est trouvé résolu, par les efforts combinés des astronomes et des physiciens, 15 un des plus difficiles problèmes qui se soit jamais présenté à l'intelligence de l'homme.
Les poètes de tous les âges ont admis instinctivement une intime corrélation entre la lumière et la vie. Leur imagination pouvait-elle longtemps méconnaître ce sai- 20 sissant contraste que nous offre la nature vivement illuminée des contrées tropicales, comparée à la triste monotonie des sombres régions polaires ? D'un côté une luxuriante végétation, des arbres gigantesques, des fleurs aux brillantes corolles exhalant de suaves parfums, des 25 oiseaux au plumage éclatant, des milliers d'animaux enfin se disputant leur place sur cette terre privilégiée; de l'autre, une flore pauvre et languissante, quelques
Il8 SCIENTIFIC FRENCH READER
humbles végétaux rampant à la surface du sol, de rares animaux pâles et indolents, oubliés par la nature dans ces régions désertes. Depuis l'origine du monde, la lumière, dit Bùchner,1 est restée la compagne assidue de s la vie. Ce que pressent le sentiment du poète, l'œil du naturaliste le reconnaît et le voit, et la science, qui travaille et cherche toujours, affirme comme une incontestable vérité ce qui, pendant longtemps, a. été une simple intuition.
io Les premières observations sérieuses relatives à cette question datent d'un siècle ou environ. Bonnet,2 Priestley,3 Ingenhousz,4 firent tour à tour à cet égard d'importantes découvertes ; leurs recherches incomplètes avaient à peine pris rang dans la science, que5 le génie de Lavoi-
is sier6 leur assignait leur véritable caractère. « Les expériences qui ont été faites sur la végétation, dit-il, donnent lieu de croire que la lumière se combine avec quelques parties des plantes, et que c'est à cette combinaison qu'est due la couleur verte des feuilles et
20 la diversité de couleur des fleurs. Il est au moins certain que les plantes qui croissent dans l'obscurité sont étiolées, et qu'elles sont absolument blanches ; qu'elles sont dans un état de langueur et de souffrance, et qu'elles ont besoin, pour reprendre leur vi-
25 gueur naturelle et pour se colorer, de l'influence immédiate de la lumière.
« On observe quelque chose de semblable sur les animaux eux-mêmes ; les hommes, les femmes, les enfants s'étiolent jusqu'à un certain point dans les travaux séden-
30 taires des manufactures, dans les logements resserrés, dans les rues étroites des villes. Ils se développent au contraire et acquièrent plus de force et de vie dans la plu-
part des occupations champêtres et dans les travaux qui se font en plein air.
« L'organisation, le sentiment, le mouvement spontané, la vie, n'existent qu'à la surface de la terre et dans les lieux exposés à la lumière. On dirait que la fable du 5 flambeau de Prométhée1 était l'expression d'une vérité philosophique qui n'avait point échappé aux anciens. Sans la lumière la nature était sans vie, elle était morte et inanimée ; un Dieu bienfaisant, en apportant la lumière, a répandu sur la surface de la terre l'organisation, 10 le sentiment et la pensée.»
La vie végétale est liée à l'action de la lumière par des connexions beaucoup plus étroites que la vie animale. L'homme peut à la rigueur se passer de lumière sans souffrir de cette privation d'une manière dangereuse. 15 Bien des industries condamnent leurs ouvriers à passer la plus grande partie de leur vie dans des lieux que le soleil ne visite jamais, et cependant il n'est pas rare de trouver chez ces ouvriers, aussi bien que chez les vigoureux paysans de nos campagnes, de véritables types 20 athlétiques, lorsque l'intempérance et la débauche ne viennent pas ébranler leur santé.
Il ne faudrait pas conclure de là que la lumière soit absolument inutile à l'évolution de la vie animale ; elle joue, au contraire, un rôle d'une haute importance et qui 25 ne saurait être méconnu, mais elle intervient dans bien des cas d'une manière pour ainsi dire secondaire, et cela d'autant plus que l'être vivant occupe un rang plus élevé dans l'échelle zoologique. Pour les végétaux, au contraire, la lumière est la cause première de leur existence. Soustraites 30 à cet agent d'une nécessité absolue, les plantes s'étiolent et meurent d'inanition, comme un animal privé de nourriture.
Priestley fit le premier une observation d'un intérêt fondamental : ayant exposé aux rayons du soleil un vase de verre rempli d'eau pure, il vit, au bout de quelques jours, le fond du vase se recouvrir d'une vase verte, 5 tandis que la même eau, conservée dans l'obscurité, restait limpide sans donner lieu à aucune production colorée. Cette vase, désignée souvent encore aujourd'hui sous le nom de matière verte de Priestley, offre à l'oeil du micrographe le plus merveilleux spectacle : elle est for-
io mée de tout un petit monde d'êtres infiniment petits. Les uns, immobiles, possèdent tous les attributs de la végétation, d'autres s'agitent dans le liquide, comme le feraient des êtres animés. A vrai dire, il serait bien difficile de se prononcer sur leur nature d'après ces
15 simples apparences, tant les deux règnes tendent à se confondre à l'origine dans leurs représentants les plus rudimentaires. Peu nous importe pour le moment ;x animaux ou végétaux, leurs germes, disséminés dans l'air ou nageant au sein de l'eau, viennent de recevoir de la
20 lumière l'impulsion indispensable à leur évolution.
Une fois développés, ces êtres microscopiques conservent avec la lumière d'incessantes relations, mais en même temps s'accentue leur manière de vivre selon le groupe auquel ils appartiennent. C'est surtout dans leurs
23 rapports avec l'atmosphère que l'on voit se dessiner des différences caractéristiques ; ils vivent tous à ses dépens ; ils puisent parmi ses éléments la source de la vie, et cependant ils exercent sur cette atmosphère des actions diamétralement opposées. Ce que fait l'animal, le végétal
30 le détruit, ce qui est nuisible à l'un devient pour l'autre l'agent vivifiant, et, au milieu de ces transformations continuelles, la matière subit, en devenant vivante, les
lois que lui imposent la chaleur et la lumière émanées du soleil.
Les animaux consomment, dans l'acte respiratoire, d'énormes quantités d'oxygène. Ce gaz, introduit dans le sang par l'intermédiaire des poumons, s'y combine 5 avec ses matériaux et se transforme finalement en eau et en acide carbonique qui sont exhalés dans l'atmosphère. Il y a là un échange continuel de produits gazeux dont la conséquence est de diminuer sans cesse la proportion de l'oxygène de l'air et d'augmenter, dans le 10 même rapport, celle de l'acide carbonique. Remarquons, en passant, que ce dernier gaz est impropre à la respiration et qu'une atmosphère devient mortelle pour l'homme et les animaux dès qu'elle en contient plus de quelques centièmes. 15
Les végétaux ont avec l'atmosphère des relations beaucoup plus compliquées. Priestley observa le premier, en 1772, un fait du plus haut intérêt, qui fit une immense sensation à l'époque de sa découverte: de nombreuses expériences lui permirent d'affirmer que les plantes, loin 20 de vicier l'air comme le font les animaux, sont au contraire capables de le purifier et de lui rendre ses propriétés primitives, quand il a été altéré par la respiration. Il n'hésita pas à voir dans ces actions opposées des plantes et des animaux la cause la plus puissante de l'homogé- 25 néité permanente de l'atmosphère. Mais l'observation de Priestley reste isolée ; s'il en prévoit les conséquences, il s'inquiète peu de l'origine du phénomène; la gloire de compléter cette découverte était réservée à un savant hollandais, Ingenhousz, qui démontra que la lumière est 30 l'agent indispensable de cette purification.
Voici une expérience bien simple, facile à réaliser,
résumant celles d'Ingenhousz et de ses devanciers. Dans un grand flacon de verre rempli d'eau ordinaire, ou mieux d'une faible dissolution d'acide carbonique, on introduit des feuilles vertes; un tube recourbé, ajusté sur 5 le goulot du flacon, permet de recueillir sous une cloche les gaz qui peuvent se dégager.
L'appareil est-il exposé aux rayons du soleil, on voit aussitôt se former, à la surface des feuilles, de fines bulles, semblables à des perles, qui ne tardent pas à
io s'élever au sein du liquide et à se réunir dans la cloche; mais dès que la lumière cesse d'agir, tout dégagement gazeux s'arrête.
On peut ainsi, en plaçant alternativement l'appareil à l'ombre ou au soleil, provoquer ou interrompre à
15 volonté le développement des bulles gazeuses. Quant au gaz recueilli sous la cloche pendant l'action des rayons solaires, il est aisé d'en reconnaître la nature : il rallume une allumette présentant un point en ignition ; c'est là une des propriétés caractéristiques de l'oxygène.
20 Cette expérience, variée de mille manières, donne toujours les mêmes résultats : elle réussit aussi bien dans l'air que dans l'eau, avec toutes les espèces de végétaux, pourvu qu'on opère sur des parties vertes. Ainsi, sous l'influence de la lumière, la végétation verse toujours
25 dans l'atmosphère d'énormes quantités d'oxygène; mais d'où vient ce gaz? Il n'est évidemment pas créé par la plante, et puisqu'il constitue une matière simple, il ne peut provenir que de la destruction d'un corps composé oxygéné. Senebier,1 pasteur à Genève,2 a définitivement
30 résolu le problème en montrant que l'acide carbonique de l'air est la matière première d'où dérive cet oxygène. Après lui, bien des savants ont étudié la question sous
tontes ces faces, et leurs recherches ont mis hors de doute l'affirmation de Sencbier.
L'acide carbonique, si réfractaire aux agents de nos laboratoires, se dissocie en ses deux éléments sous l'influence d'une chétive feuille, aidée par l'action de la 5 lumière ; l'oxygène est rendu à l'atmosphère ; quant au carbone, il pénètre dans le végétal dont il forme pour ainsi dire la charpente. Le bois, la sève, les gommes, les essences odorantes, ces mille produits que les plantes nous fournissent à profusion, ont au nombre de leurs 10 éléments fondamentaux ce même carbone que les animaux rejettent par leurs organes respiratoires, et cette circulation continue de la matière est l'œuvre des rayons du soleil.
Est-il rien de plus1 admirable que cette étroite solida- 15 rite, unissant par des liens intimes toutes les créations de la nature? Isolés à la surface du globe, la plante comme l'animal finiraient par épuiser tôt ou tard l'abondante source de vie répandue autour d'eux, mais leurs actions opposées se contrebalancent sans cesse et conservent à 20 l'atmosphère ses propriétés vivifiantes. Remarquons enfin que le règne animal tout entier emprunte aux végétaux sa nourriture; ces aliments, la plante les prépare avec la collaboration de la lumière, de sorte que la vie des animaux est elle-même sous la dépendance absolue de 25 la radiation solaire.
On devait se demander2 si les rayons de diverses couleurs intervenaient pour une égale part dans ces phénomènes physiologiques. La décomposition de l'acide carbonique par les feuilles semble, en effet, jusqu'à un 30 certain point, comparable aux actions chimiques exercées par la lumière sur la plupart des substances photogé-
niques;1 on pouvait donc attribuer, a priori,2 aux rayons bleus et violets une influence prépondérante.
L'expérience a montré cependant que les choses se passent d'une manière toute différente : contrairement à
s la prévision, les rayons jaunes et orangés semblent avoir le privilège exclusif d'effectuer cette décomposition, tandis que la lumière violette ou bleue est inactive comme l'obscurité. Ce fait est aujourd'hui confirmé par de nombreuses recherches ; ne pourrait-il pas servir à com-
io prendre cette végétation frêle et languissante qu'on observe à l'ombre des forêts? Déjà affaiblie par son passage à travers les feuilles, l'activité de la lumière est encore diminuée par ses nombreuses réflexions sur des surfaces vertes.
is Telle est, dans ses traits les plus essentiels, le rôle immense que la lumière exerce sur la vie des plantes; mais là ne se borne pas son influence : si on pénètre dans les détails, on la voit intervenir dans toutes les phases de leur développement et accomplir mille actions des
20 plus remarquables. Toutes les couleurs dont se parent les végétaux, depuis la fraîche verdure de leur feuillage jusqu'à l'éblouissant éclat de leurs corolles, ont avec les rayons lumineux les rapports les plus intimes. Placée dans un lieu obscur, une plante pousse des rameaux pâles
25 et décolorés; ses fleurs, si elle a la force d'en produire, sont rabougries et sans éclat. Qu'on lui rende au contraire l'excitation bienfaisante du soleil, elle renaît aussitôt; à cette langueur maladive succède la vigueur de la santé, les feuilles puisent dans ce bain de lumière l'ali-
30 ment de leur couleur, et les fleurs ne tardent pas à revêtir leur riche livrée.
Ce qui est vrai des couleurs l'est aussi des saveurs et
des parfums. Les fruits les plus savoureux, les condiments aromatiques, les substances à odeurs vives, nous viennent des régions du globe que le soleil inonde de ses rayons. La végétation des montagnes ou des lieux très éclairés donne des produits mieux élaborés que celle des 5 plaines ou des endroits obscurs. L'agriculture a, de temps immémorial, tiré instinctivement profit de cette activité de la lumière pour modifier à son gré les végétaux destinés à nous servir d'aliments.
Tantôt le jardinier étale en espalier les branches de 10 ses arbres dans le but d'utiliser le moindre rayon de soleil ; d'autres fois il enfouit dans le sol ou recouvre d'abris opaques les plantes dont il veut atténuer la saveur trop prononcée. Souvent même il parvient, par la culture, à modifier les propriétés naturelles d'une 15 espèce végétale et à l'approprier ainsi aux exigences de nos goûts et de nos caprices. Dans un grand nombre de plantes potagères, par exemple, telles que les diverses variétés de choux, certaines salades, etc., un développement exubérant des feuilles protège les parties centrales 20 contre l'action de la lumière ; de là résulte un étiolement, un véritable état pathologique qui les rend propres à notre alimentation.
Il est un autre mode d'action de la lumière qui ne pouvait échapper à l'attention des poètes, encore moins 25 à celle des naturalistes : dans toutes ses manifestations, la vie des plantes trahit un amour instinctif pour la lumière ; le végétal semble la chercher et la suivre dès que la clarté du jour succède aux ténèbres de la nuit.
Les noms de tournesol,1 d'héliotrope,2 rappellent les 30 curieuses facultés que possèdent certaines fleurs de suivre le soleil dans sa marche diurne. Beaucoup d'espèces
végétales présentent à des degrés divers cette singulière propriété, mais il n'en est pas de1 plus remarquable sous ce rapport que le grand soleil (Helianthus annuus),2, devenu célèbre par la régularité de ses mouvements. Ses S larges têtes fleuries s'inclinent vers l'orient le matin, dès le lever de l'astre, et le regardent toujours en face3 jusqu'à ce qu'il disparaisse à l'occident.
Ces mouvements mécaniques sont plus surprenants encore quand on examine individuellement les divers
io organes des végétaux. Tout le monde connaît cette gracieuse petite plante à qui son extrême irritabilité a valu le nom de sensitive. Ses folioles, largement étalées au soleil, ne peuvent souffrir le moindre attouchement sans réagir vivement contre la cause qui trouble leur
15 repos ; elles se ferment brusquement comme pour témoigner de leur inquiétude et s'ouvrent lentement quelques instants après, lorsque le calme s'est rétabli autour d'elles.
Ces mouvements ne sont pas l'œuvre exclusive des
20 excitations mécaniques, l'obscurité les produit avec tout autant d'énergie et d'une manière plus durable. La sensitive s'endort aussitôt que le soleil s'abaisse à l'horizon ; ses pétioles rabattus sur la tige, ses folioles pressées l'une vers l'autre lui donnent l'aspect d'une herbe à
25 moitié desséchée, mais dès que le jour reparaît, elle s'éveille, s'épanouit de nouveau et semble renaître à la vie.
La lumière artificielle se comporte à cet égard comme la clarté du jour, pourvu qu'elle soit assez intense; on
30 parvient même aisément à changer les habitudes de la plante en la plaçant dans une pièce obscure, éclairée pendant la nuit seulement. Elle se fait en peu de temps
à ce nouveau régime; on la voit alors ouvrir ses feuilles le soir et les fermer le matin quand commence pour elle cette nuit artificielle.
Le sommeil des feuilles est un phénomène très commun chez les végétaux, bien qu'il soit rarement aussi 5 accentué que dans la sensitive. La plupart des plantes de la famille des légumineuses en fournissent des exemples; on peut l'observer journellement dans les acacias de nos jardins, sur les trèfles, les mélilots, etc. Toutefois ces mouvements n'ont rien de constant dans leur 10 direction ; on constate, au contraire, chez ces diverses plantes, toutes les variétés imaginables. Tantôt les feuilles s'abaissent ou se couchent sur la tige, d'autres fois elles se relèvent et l'enveloppent ; dans certains cas les folioles tournent l'une vers l'autre leur face supé- 15 rieure, dans d'autres elles s'affaissent sur le pétiole et se regardent dos à dos.1
Les fleurs ont, comme les feuilles, leurs heures de veille et de sommeil ; mais ici, l'on observe des effets de la plus étrange diversité. Si un grand nombre de 20 plantes fleurissent indistinctement à toute heure du jour et paraissent indifférentes sous ce rapport à l'intensité de la lumière, il en est d'autres dont les corolles s'épanouissent à des heures à peu près fixes, et sur lesquelles la hauteur du soleil exerce certainement une large 25 influence.
Tantôt la fleur s'ouvre aux premiers rayons de l'aurore et se referme le soir ; puis, après le repos de la nuit, elle s'étale de nouveau et recommence pendant plusieurs jours ces alternatives de veille et de sommeil. 30 D'autres, comme le liseron, la belle-de-nuit, étalent leur élégante corolle à la tombée de la nuit et se flétrissent
pour toujours aux premières atteintes de la lumière;
d'autres enfin s'épanouissent à heure presque fixe, et
l'heure de leur réveil semble déterminée par la nature.
Linné1 avait groupé un certain nombre de plantes
5 d'après les heures auxquelles s'épanouissent leurs fleurs et formé ce qu'il appelait Y horloge de Flore.2 Il est presque inutile d'ajouter qu'il ne peut rien y avoir d'absolu3 et d'invariable dans ces propriétés encore inexpliquées. En admettant même un rapport constant entre
io l'intensité lumineuse et le moment de la floraison, il est facile de voir que l'horloge de Linné devra avoir une marche particulière pour chaque climat. Telle fleur qui s'épanouit au Sénégal4 dès six heures du matin sera encore fermée à huit heures sous le ciel de Paris et
is s'ouvrira plus tard encore à des latitudes plus élevées. Tous ces faits démontrent de la manière la plus évidente les relations immédiates qui rattachent la vie végétale à l'activité lumineuse : que les parties vertes répandent dans l'atmosphère de l'oxygène à profusion ; que le
20 carbone pénètre dans le tissu des plantes pour y former le bois, les racines, les sucres, les essences odorantes ; que les fleurs, les feuilles et les fruits se nuancent de mille couleurs ; que les brillantes corolles resserrent ou épanouissent leurs délicates membranes, tous ces phé-
2s nomènes sont l'œuvre de la lumière.
Si le soleil perdait tout à coup son éclat, pour ne lancer sur notre globe que des rayons calorifiques obscurs, la végétation disparaîtrait en même temps que la lumière ; tout au plus resterait-il encore quelques-
30 unes de ces espèces rudimentaires, placées si bas dans l'échelle des êtres que nous osons à peine leur donner le nom de plantes.
Les animaux n'échappent pas à l'influence de la lumière. Il faut pourtant le reconnaître, elle n'est pas pour eux, comme pour les végétaux, une condition indispensable d'existence. L'animal possède à un degré très élevé la faculté de réagir contre les agents extérieurs et 5 de se plier aux conditions les plus variables. L'homme vit indistinctement sous tous les climats : de l'équateur aux pôles, on trouve des populations saines et vigoureuses. Un grand nombre d'espèces animales sont également remarquables par leur aptitude à s'accommoder des 10 climats les plus disparates.
D'un autre côté, il est difficile, au milieu des éléments si nombreux et si mobiles, qui tous ont un rôle essentiel dans les phénomènes de la vie, d'isoler la part qui revient aux rayons lumineux. Quand on cherche à diminuer ou 15 à exagérer leur action, pour en étudier les effets, interviennent des conditions nouvelles dont l'ensemble, en apportant des modifications profondes dans l'accomplissement des fonctions vitales, masque toujours plus ou moins l'activité spéciale de la lumière. 20
On a souvent comparé, au point de vue de l'hygiène, la prospérité des populations de la campagne, vivant dans un milieu constamment inondé de lumière, avec l'état misérable de ces malheureux, condamnés à passer leur existence dans des réduits obscurs où ne pénètrent 25 presque jamais les rayons du soleil. D'un côté, une santé robuste, la force et l'agilité, un développement rapide, une longévité remarquable ; de l'autre l'indolence, mille difformités, une vie chétive et languissante, toujours menacée par la maladie et la mort. Il faut remarquer 30 cependant que l'absence de lumière n'est pas seule justiciable de cette inégalité : ces demeures, que le soleil
ne visite jamais, sont presque toujours froides et humides ; les privations de toute nature, la misère, et, trop souvent le vice, sont le triste partage des infortunés qui les habitent.
5 Malgré la difficulté d'aborder expérimentalement une pareille étude, les recherches de plusieurs physiologistes ont démontré d'une manière irrécusable l'action de la lumière sur la vie animale. Edwards1 a fait voir que des œufs de grenouille se développent facilement sous
10 l'influence des rayons lumineux, tandis que leurs embryons restent à l'état rudimentaire quand les œufs sont conservés dans l'obscurité. La même expérience, répétée sur des têtards, a montré que la lumière favorise leurs métamorphoses, tandis que l'obscurité les ralentit ou les
15 arrête.
Plus récemment, M. Béclard2 a signalé des faits du même ordre sur le développement des œufs de la mouche ordinaire. Signalons encore les expériences de M. Moleschott3 sur des grenouilles adultes : d'après les
20 recherches de ce savant, la proportion d'acide carbonique exhalé par la peau de ces animaux serait en relation avec l'intensité lumineuse. La lumière exerce donc une influence directe sur les fonctions vitales : elle les excite, tandis que l'obscurité les ralentit.
25 La science n'a pu pénétrer plus avant dans les causes encore mystérieuses de cette étroite solidarité; mais l'observation la moins attentive nous révèle à chaque instant, par mille exemples saisissants, le rôle puissant de la lumière dans les phénomènes de la vie.
30 La lumière, a-t-on dit, est le grand coloriste de la nature; les mammifères et les oiseaux des régions tropicales sont tous remarquables par la vivacité de leurs
couleurs ; dans les contrées polaires, au contraire, leur pelage décoloré semble se mettre en harmonie1 avec le milieu qui les entoure. Les reptiles, les insectes, les mollusques même, n'échappent pas à cette influence: la lumière dont ils s'abreuvent2 reparaît dans leur parure s sous mille formes éblouissantes.
L'homme ne reste pas indifférent à l'excitation des rayons solaires. Il est presque inutile d'insister sur les modifications que la lumière fait subir à nos organes: le teint hâlé du campagnard contraste singulièrement avec 10 la pâleur habituelle de l'habitant des villes. Les mains, le visage, constamment exposés à l'action de la lumière, acquièrent par cela même une coloration plus foncée. On ne saurait attribuer ces effets à la chaleur qui accompagne habituellement la lumière, car beaucoup 15 d'ouvriers, condamnés par leur profession à subir l'action presque continue d'une température élevée, conservent la blancheur de leur peau malgré la chaleur excessive qui agit sur leur corps.
On s'est demandé3 si l'influence longtemps prolongée 20 des rayons solaires n'intervenait pas dans la coloration de la peau chez les diverses races humaines. On a remarqué, il est vrai, que la peau du nègre subit, comme celle des Européens, des variations dans sa couleur selon l'intensité de la lumière: elle devient plus noire après 25 une longue insolation.
Il est peu probable cependant qu'une pareille cause puisse expliquer des modifications profondes et permanentes, caractéristiques des diverses races. Dans les contrées méridionales de l'Afrique, où se trouvent des 30 populations indigènes nègres, les Arabes et les Kabyles,4 qui appartiennent à la race blanche, ont conservé, depuis
les temps historiques, leurs allures habituelles ; leur teint, seulement basané, diffère entièrement de celui des races nègres proprement dites.
De tous nos organes, le plus vivement impressionné 5 par la lumière est celui de la vision. Il ne s'agit plus ici de l'aptitude spéciale de l'œil à recueillir les impressions lumineuses ; abstraction faite de ses fonctions, il est soumis, comme tous nos organes extérieurs, à l'influence directe de la radiation solaire ; plus que tous
10 les autres il en subit les effets. Un éclairage trop vif le surexcite et le fatigue.
Combien de voyageurs n'ont-ils pas eu à souffrir de l'éclatante réverbération de la neige dans une plaine inondée de lumière. Rien n'est plus dangereux pour l'œil
15 que le passage brusque d'une obscurité profonde à un éblouissant éclairage. Un des supplices imaginés par la barbarie de Denys le Tyran1 consistait, dit-on, à introduire dans une chambre vivement éclairée des prisonniers enfermés depuis longtemps dans de sombres sou-
20 terrains : la violence du contraste suffisait pour les rendre aveugles.
Le développement des yeux est ordinairement en harmonie avec le degré d'excitation qu'ils reçoivent de la lumière. La nature fournit de nombreux exemples
25 d'animaux aveugles, ou pourvus d'yeux rudimentaires,
incapables d'exercer leurs fonctions naturelles : tous
habitent des régions inaccessibles aux rayons du soleil.
Un des plus curieux sous ce rapport est le protée2 des
mares souterraines de la Carniole:3 ce singulier reptile,
30 presque décoloré, possède des yeux atrophiés,4 sans utilité pour l'animal. Il en est de même d'un grand nombre de poissons et de crustacés qui habitent les lacs
souterrains de l'Amérique du Nord. On trouve chez quelques mammifères inférieurs des anomalies du même genre, toujours en rapport avec leur genre de vie.
Ces modifications profondes, dans un organe aussi essentiel, ont justement excité l'étonnement des natura- 5 listes. Pour expliquer un fait aussi curieux, les uns se bornent à admettre que la nature a créé tous nos organes en vue d'une fonction spéciale: pourquoi alors auraitelle donné des yeux à des animaux condamnés à passer leur vie dans une nuit éternelle? 10
D'autres considèrent les organes comme le résultat même de l'action des agents extérieurs. Pour les savants de cette école, l'œil serait, pour ainsi dire, l'œuvre de la lumière ; le protée, comme les autres animaux aveugles, n'aurait pas toujours vécu dans l'obscurité où ils sont 15 aujourd'hui relégués ; l'organe de la vision, développé chez eux quand ils subissaient l'action de la lumière, aurait disparu peu à peu, par une longue privation de l'excitation lumineuse.
L'activité bienfaisante de la lumière n'a pas seulement 20 pour effet d'agir sur nos organes, d'exercer sur leur développement une salutaire influence : au point de vue intellectuel, bien plus encore qu'au point de vue physique et matériel, l'homme en subit la domination d'une manière irrésistible. 25
La pensée, enchaînée et muette dans un endroit obscur, se dégage et s'anime le soir dans une salle éblouissante de clarté. Nous ne pouvons pas éviter les fâcheuses dispositions que provoque un temps sombre et pluvieux, ni résister à l'élan joyeux que donne le spectacle d'une 30 journée radieuse. Il faut ici confesser notre esclavage, aimable servitude, au demeurant, et qui ne nous procure
que des douceurs. Et pourquoi ne nous mettrions-nous pas à l'unisson de1 toutes les choses animées et inanimées, qui, sitôt que la lumière les touche, vibrent, tressaillent et manifestent clans mille langages divers la volupté s stimulante et enchanteresse de ce contact? C'est instinctivement et spontanément que nous la recherchons partout, et que nous sommes toujours heureux de la découvrir. Aussi, quel rôle elle joue et quel charme elle introduit dans les œuvres de la poésie et de l'art!
