HAUTEUR DU MERCURE DANS LE BAROMÈTRE

SOUS L'ÉQUATEUU;

AMPLITUDE DES VARIATIONS DIURNES RAROMETR1QUES A DIVERSES STATIONS DANS LES CORDILLERES.

(Extrait.)

Les baromètres, construits par Fortin, avaient été comparés au baromètre de l'Observatoire par Arago et Mathieu. Le 22 septembre 1822, ces instruments furent installés à bord du Patriote, brick de dix-huit canons, en partance d'Anvers pour l'Amérique méridionale. Après une relâche à l'île de Wight, un combat naval en vue de Tabago, qui amena la prise de la frégate la Maria- Francisca, le Patriote jeta l'ancre à la Guayra le 22 novembre.

Immédiatement après le débarquement, les baromètres étant établis dans une maison située sur le port, on commença les observations, que M. Arago présenta à l'Académie des Sciences, après les avoir discutées ; j'en reproduis les éléments dans mon Mémoire ; il me suffira d'en

Boussingault. — Agr., VII. I

donner ici la conclusion : c'est que, si le baromètre de l'Observatoire de Paris eût été transporté à la Guayra et placé à i i m , 45 au-dessus du niveau de la mer, le mercure se serait maintenu à une hauteur de 760""", 4° (')•

Les observations furent continuées le jour et la nuit dans le but d'étudier les variations horaires, si régulières entre les tropiques.

On sait en effet que, dans les régions équinoxiales, le mercure, dans le baromètre, atteint le maximum de hauteur entre 8 h et io h du matin -, qu'il descend ensuite jusque vers 4 h de l'après-midi ; qu'il est à la hauteur minima entre 3 h et 4 h pour remonter jusqu'à n h du soir, sans arriver toutefois à la hauteur à laquelle il était à g h du matin ; qu'il s'abaisse enfin jusqu'à 4 h du matin, sans tomber aussi bas qu'à 4 h du soir ; qu'il recommence alors son évolution. C'est là, du moins, ce qui a lieu généralement.

La découverte d'un phénomène aussi constant, aussi régulier, semblait réservée à celui qui, le premier, porterait un baromètre dans la proximité de l'équateur. 11 n'en fut pas ainsi : elle échappa à Richer, envoyé à Cayenne par l'Académie en 1672.

Voici ce qu'on lit dans la relation qu'il a donnée :

K On estoit en peine de savoir si vers l'équateur la hauteur du vif-argent dans les baromètres estoit la même qu'à Paris ou non 5 de quoy je me suis éclairé par les observations que j'ai faites enCaïenne pendant une année entière, où j'ai remarqué que sa plus grande hauteur n'a jamais surpassé 27 pouces 1 ligne dans un lieu qui n'estoit élevé au-dessus de la superficie de la mer que de 25 à 3o pieds ( ! ).

(') A l'Observatoire de Paris, la hauteur moyenne barométrique ramenée au niveau de la mer et à o° serait, d'après Arago, 76o mm , 85 (Hum- BOLDT, Voyages, t. XI).

(*) Observations astronomiques et physiques, faites en l'isle de Caïenne.

Or Richer est probablement le premier qui ait installé un baromètre entre les tropiques (').

C'est en 1722 que les variations périodiques horaires furent aperçues dans la Guyane hollandaise, par un observateur dont le nom est resté inconnu. Il en est fait mention dans une Lettre datée de Surinam, dont je crois devoir donner un extrait :

« Le mercure monte ici tous les jours régulièrement depuis g b du matin jusqu'à environ n 1 ', après quoi il descend jusqu'à i b ou 3 h après midi et ensuite revient peu à peu à sa première hauteur; pendant tous ces changements il ne varie environ que de j ligne à \ de ligne. %

Les académiciens français chargés en i^35 de mesurer les trois premiers degrés du méridien n'avaient certainement aucune connaissance des observations de Surinam. Ils constatèrent dans les Cordillères la régularité des variations barométriques, dont Bouguer et La Condamine attribuent la découverte à Godin.

« Quant au baromètre, dit La Condamine dans l'introduction du Journal d'un voyage à l'êquateur fait par ordre du roi, sa hauteur moyenne à Quito est de 20 pouces 1 ligne et ses plus grandes variations ne vont pas à 1 ~ ligne ; elles se font assez régulièrement à des heures réglées. C'est ce que M. Godin a remarqué le premier et ce que j'ai vérifié depuis plus d'un an. Le baromètre, vers 9 h du matin, est à sa plus grande hauteur, et vers 3 h de l'après-midi 'à la moindre. »

Un baromètre, en 174 1, ne causait pas le genre d'embarras qu'il occasionne de nos jours : on remplissait le tube au moment de l'observation ; on exécutait, en réalité, l'expérience de Torricelli : il en résultait nécessairement

(') Ce fut à Cayenne que Richer fit la découverte de l'inégalité de la pesanteur sous les différents parallèles; ses expériences ont été les prel miers fondements des théories de Huygens et Newton sur la figure de la Terre (La Condamine, Voyage sur les Amazones, p. 200).

des pertes de inélal. Aussi La Condamine raconte-t-il qu'il ne lui reste plus que fort peu de mercure, celui qu'il avait apporté et que M. Geoffroy avait pris le soin de purifier, ayant été perdu pendant six années d'observation sur les montagnes. On se formera une idée des difficultés que les académiciens français rencontraient à chaque pas dans leur expédition quand on saura que dans la ville de Quito, en ayant à sa disposition le laboratoire du Collège des Jésuites et le concours empressé du frère apothicaire, il fallut à La Condamine un mois d'un travail pénible pour obtenir du mercure en revivifiant du cinabre.

En 1751, Thibaut de Chanvalon vérifia à la Martinique les faits constatés à l'équateur :

« Peu de temps après mon arrivée, dit Thibaut, j'aperçus

que le baromètre montait insensiblement pendant toulela matinée, qu'ensuite, après avoir été quelque temps sans mouvement, il commençait abaisser jusqu'au soleil couchant; alors, après avoir été stationnaire, il remontait aux approches de la nuit jusqu'à io h du soir. »

C'est à Thibaut de Chanvalon, je crois, que l'on doit la notion de l'imperturbable régularité des variations, et aussi celle d'une certaine relation du phénomène avec le magnétisme. Il s'exprime ainsi :

« Les révolutions les plus considérables de l'atmosphère n'altèrent point cette marche périodique du baromètre, qui coïncide avec celle des variations horaires de la déclinaison magnétique. Au milieu des pluies abondantes, des vents, des orages, le mercure monte ou descend, si c'est son heure de monter ou de descendre, comme si tout était tranquille dans l'air. »

La publication des résultats obtenus par les académiciens français ne pouvait manquer d'attirer l'attention du monde savant sur le phénomène des variations barométriques. Dès 1761, l'illustre botaniste Celestino Mutis, dont Linnceus disait : Jure merilo botanicorum in Ame-

( 5) rica princeps salutalur, commençait à Santa Fé de Bogota des observations météorologiques qu'il continua pendant quarante années, sans en être distrait par les immenses travaux auxquels l'astreignit la flore de la Nouvelle-Grenade, œuvre de toute une existence, qu'il aurait eu la douleur de voir dispersée, s'il eût assez vécu pour assister aux discordes civiles qui ensanglantèrent l'Amérique espagnole.

Ce n'est pas sans éprouver une vive émotion que je me trouvai dans l'observatoire de Bogota, construit parMutis, au milieu des débris de magnifiques instruments qu'une soldatesque égarée venait de détruire. Parmi ces ruines, on voyait une pendule de Graham, un quart de cercle de Bird, des télescopes à réflexion dont pétaient servis Bouguer, La Condamine, Godin, et que Caldas avait rapportés de Quito comme de précieuses reliques.

Celestino Mutis signala le premier avec netteté l'heure, de l'abaissement du mercure avant le lever du soleil, ou, si l'on veut, la variation nocturne. A Bogota, la nuit, la • hauteur maxima de la colonne mercurielle a lieu vers i j h du soir, la hauteur m irrima entre 3 h et 4 1 ' du malin. J'ai ramassé dans les papiers épais sur le parquet de la salle méridienne des documents intéressants, dont j'ai pu assurer la conservation en m'opposant à ce qu'on les employât à la confection des cartouches. C'était un volumineux Journal météorologique, des Lettres de Liunœus et d'Adanson, une Correspondance des religieuses du couvent de Santa Clara, dont Mutis, entré dans les ordres en 1772, était devenu le directeur spirituel. Ces Lettres témoignaient d'une grande exaltation mystique ; elles contenaient des confessions écrites, et pour cette raison je les brûlai.

Enfin j'eus le bonheur de rencontrer une page détachée d'un Journal de Mutis, où se trouve consignée la découverte des variations nocturnes. On y voit qu'après deux

(6) années d'indécision Mutis admit déûnilivement que l'abaissement du mercure dans le tube quelques heures avant le lever du soleil est bien réel. L'article est intitulé Nota importante sobre el barometro. J'en donne une traduction dans mon Mémoire.

Le phénomène des variations périodiques diurnes était dès lors conslaté dans sa généralité, grâce à l'anonyme de Surinam, à Godin, à Mutis. Comme cela est arrivé plus d'une fois dans les sciences, un fait important avait été découvert avec des instruments imparfaits, mais placés entre les mains d'hommes doués d'une intelligence supérieure.

A partir de 1784, les observations barométriques se multiplièrent. Lamanon et Mongez, compagnons de l'infortuné Lapérouse, suivirent d'heure en heure la marche du baromètre sur l'océan Atlantique. Trail, Farquhar, Pearce, Balfour publièrent en 1795 des observations recueillies à Calcutta.

* En 1799, Humboldt commençait à Cumana les recherches qu'il continua pendant son séjour en Amérique. C'est de la publication de ces documents, si précieux pour l'histoire de l'atmosphère, que date la forte impulsion donnée à l'étude du phénomène des variations périodiques. Ce sont, en effet, les observations de Humboldt qui ont provoqué celles de Horsburgh sur les côtes de la Chine, du capitaine Kater dans les plaines élevées du Mysore, de Langsdorff et Horner pendant le voyage du capitaine Krusenstern, d'Eschwege au Brésil, du capitaine Freycinet sur l'océan Pacifique, de Simonoff dans l'hémisphère austral, du capitaine Sabine sur les côtes occidentales de l'Afrique, de Claude Gay au Chili, de Tessan pendant l'expédition de la frégate la Venus, du capitaine Duperrey, commandant la Coquille, dans son voyage autour du monde, campagne de trente et un mois et treize jours durant laquelle la corvette, après avoir parcouru 2a 000 lieues,

( 7 ) est revenue à son point de départ sans avoir perdu un seul homme, sans malades, sans avaries.

La variation horaire dans la pression ne serait pas, paraît-il, l'unique phénomène périodique accompli dans l'atmosphère ; déjà j'ai rappelé que Thibaut de Chanvalon avait annoncé qu'elle coïncidait avec les changements qu'éprouve la déclinaison de l'aiguille aimantée dans le cours de la journée, fait confirmé depuis par Hansteen, ainsi que les variations diurnes de l'intensité du magnétisme. Récemment encore, en 1868, le P. Aguilar, de la Compagnie de Jésus, comparait à Quito la marche parallèle de la déclinaison et celle du baromètre, en faisant remarquer toutefois cette différence que le baromètre a un minimum nocturne qu'on ne retrou%e pas pour l'aiguille aimantée, presque toujours immobile pendant la nuit; ajoutons que, l'amplitude des oscillations de la colonne de mercure étant généralement très faible, il y aurait encore là une certaine analogie entre les mouvements barométriques et les fluctuations magnétiques.

Il ne reste plus de doute, aujourd'hui, sur les variations dans l'intensité de l'électricité de l'air. Dès i83o, Arago à Paris, Quetelet à Bruxelles déterminèrent quelles en étaient les heures du maximum et du minimum ; les recherches prolongées dues à M. Dirt, de l'Observatoire de Kew, les établiraient ainsi :

Tension électrique.

Maximum de jour à 10 du matin.

Minimum de jour à 4 de l'après-midi.

Maximum de nuit à 10 du soir.

Minimum de nuit à 2 du matin.

Quelques météorologistes inclinent à croire que l'état hygrométrique de l'air varie aussi dans le cours de la journée. Jusqu'à présent, cette opinion ne me parait pas suffisamment justifiée. En consultant les nombreuses

( 8 ) observations consignées dans mon Mémoire, on voit bien que, par un temps serein, l'air est surtout chargé d'humidité vers le lever du soleil, et qu'il devient plus sec à mesure que la température augmente ; à la tombée de la nuit, l'hygromètre marque à peu près le même degré qu'au commencement de la journée.

J'ai été étonné, comme l'avait été de Humboldt, de la forte proportion de vapeur que l'on trouve dans l'atmosphère des tropiques, même dans les stations les plus élevées. Par exemple, un hygromètre de Saussure, parfaitement réglé, transporté des rives delà mer du Sud à une altitude de 6ooo m , n'a presque pas varié dans ses indications. Sur les neiges perpétuelles, l'instrument marqua 86°, la température étant de -+- 6°. Cela est certainement dû à cette circonstance que, en s 'élevant dans les montagnes par un temps calme, on reste dans une couche d'air reposant sur un sol plus ou moins humide; on constate alors l'état hygrométrique de cette zone inférieure et nullement celui qu'on trouverait à quelques mètres au-dessus de l'observateur.

Cependant l'atmosphère est évidemment moins chargée d'humidité dans les hautes régions qu'au niveau des mers 5 aussi, sur les plateaux des Andes, quand elle est violemment agitée, l'hygromètrey signale quelquefois une grande sécheresse, à ce point que dans les plaines de Bogota je l'ai vu marquer, momentanément il est vrai, 26 .

C'est seulement par des observations hygrométriques exécutées pendant des ascensions en ballon que l'on décidera si réellement la quantité de vapeur contenue dans l'air est sujette à des variations périodiques.

J'ai rassemblé dans mon Mémoire les observations, la plupart inédites, exécutées, de concert avec M. deRivero, entre le 10 e degré de latitude nord et le 5 e degré de latitude australe, dans la chaîne du littoral de Venezuela, au milieu des plaines du Meta et de l'Oréuoque, dans

Jes Cordillères orientale et centrale , dans les vallées de la Magdalena, du Cauca, et continuées, durant mon séjour à l'équateur, depuis l'océan Pacifique jusqu'à une hauteur de 4 0O ° ra à 5ooo m . J'ai eu soin de mettre en regard, comme termes de comparaison, les résultats dus à d'autres voyageurs.

Observations faites à la Guayra, à i i m ,45 au-dessus du niveau de la mer.

Longitude O., 6g°3o'; latitude N., io°35'; température moyenne, 27°, 6.

Hauteurs barométriques maxima et minima de jour.

Baromètre ramené à o°.

Heure Hauteur Heure Hauteur Variations

Dates du du du du baromé-

1822. maximum. maximum, minimum, minimum. triques.

ti uiui ti mm mm

Nov. 23 10 mat.. 761 ,01 4 so ' r - 758,47 2,54

Dec. i 10 760,66 4 7^8,14 2,5a

Moy. 9 b 38 m 760,78 3 h 57 m 758,23 2,54

Observations faites à Santa Marta par B. Lœwy, en janvier 1848.

Longitude O., 76°35'; latitude N., n°i5'; température moyenne, 27 ,!).

Le baromètre à siphon de Bunten avait été comparé à celui de l'Observatoire de Paris.