SÉRIE. — REVUE SCIENTIFIQUE. — XXXVI

sur la surface calme des flots, en été et eu automne, les vagues étincellent de points phosphorescents; l'observateur placéà l'arrière d'une embarcation peut suivre le sillage lumineux qui part du gouvernail et s'éteint en s'éloignant. Dans les parages du sud et de l'ouest, chaque coup d'aviron produit un remous lumineux. Les organismes les plus petits, soulevés par la vague, scintillent avec éclat au moindre choc qu'ils reçoivent et cette agitation fait apparaître une quantité d'êtres lumineux d'une grande beauté et d'un grand intérêt.

Nous jetterons tout d'abord un coup d'oeil sur les différents groupes d'animaux marins qui possèdent la propriété phosphorescente, et nous en tirerons quelques conclusions générales. On remarque ce phénomène chez certains protozoaires et dans les groupes suivants de métozoaires : Cœlentérés, Échinodermes, Vers, Botifères, Crustacés, Molluscoïdes, Mollusques et Poissons. Vers le milieu du siècle dernier, Baster observa que trois espèces au moins de ce qu'il appelait les animalcules microscopiques (apparemment les infusoires) étaient phosphorescentes (1).

Un demi-siècle plus lard, Pfaff remarqua que la phosphorescence de la mer à Kiel était due à des individus du groupe que nous venons de mentionner. Michaelis et Ehreuberg observèrent un infusoire phosphorescent dans la Baltique, et le second la décrivit comme une espèce de Peridinium et de Prorocentrum. Cette observation a été confirmée de nos jours par Stein. Dans les eaux de la Grande-Bretagne j'ai moimême été frappé, en juillet et en août, du spectacle que présentait toute la surface de la mer, couverte,

(1) Opuscula subsessiva, t. 1er, p. 31; table îv, lig. 1.

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entre autres i illusoires, de Ceratium et de Peridium, qui formaient comme une écume verdâtre près de l'embarcation et à des kilomètres à Pentour. Par les temps calmes, lorsque l'avant du navire fend les eaux, cellesci, en retombant, brillent d'une quantité de points qui né durent qu'un instant et disparaissent. Le phénomène est plus intense lorsque le navire en plongeant envoie autour de lui l'écume des vagues. Si vous retirez le filet pendant une nuit calme et si vous l'agitez brusquement, tout l'intérieur vous en paraîtra éclairé d'une façon merveilleuse. Il ne m'a pas été possible, cependant, d'observer la phosphorescence de types isolés de Ceratium, et M. Murray qui tend, avec Klebs, à les considérer comme des algues, m'avoue n'avoir pas été plus heureux. Le type le plus remarquable du premier groupe, celui des protozoaires, est la Noctiluque qui a été pendant longtemps comme unique cause de la phosphorescence. Cette petite sphère transparente et gélatineuse, dont la grosseur varie de 1/5 à 1/3 de millimètre, a donné naissance à quelques-unes des idées anciennes qui voyaient dans la phosphorescence un phénomène dérivé de l'eau et non d'organismes visibles. M. Rigaut, médecin de la marine française, a vu, l'un des premiers, les relations qui existaient entre cet organisme et le phénomène que nous étudions. 11 observa la phosphorescence sur les côtes de France et aux Antilles. Dans un mémoire présenté à l'Académie, il affirmait que la phosphorescence des vagues provenait de petits polypes sphéiïques d'un quart de ligne de diamètre qui se trouvaient en nombre immense à la surface des eaux (1). Les observations de l'habile médecin ont été suivies d'autres recherches parmi lesquelles nous signalerons celles de Baker, Martin Slabber, l'abbé Dicquemarc, Suriray, Macartney et Baird. Plus récemment Verhaege, de Quatrefages et Giglioli ont étudié plus particulièrement la phosphorescence de la noctiluque. La lueur émise par cet organisme s'étend quelquefois fort loin; le phénomène est assez fréquent sur les côtes sud de la Grande-Bretagne, il est assez rare dans le nord. On l'observe dans la plupart des grands océans. C'est la phosphorescence diffuse et argentée que connaissent tous les navigateurs. A Ostende, Verhaege a constaté que la phosphorescence a lieu surtout pendant les mois d'été; elle est rare ou nulle en hiver. Les observations de Quatrefages (2) ont été faites sur les côtes de France et sur celles de Sicile pendant le voyage qu'il fit avec l'éminent professeur Milne- Edwards, dont la science déplore la perte récente. De Quatrefages attribue l'émission delà lumière, d'un bleu clair dans les eaux calmes, ou de la lumière blanche, avec des reflets bleuâtres ou verdàtres, dans les eaux agitées, à un agent physique qui se contracte. Les

(1) Journal des savants, t. XLI1I, février 1770, p. 55i à 5151.

(2) Observations sur les noctiluques (Annales des sciences natur., 3° sér., Zoologie, t. XIV, p. 220).

scintillements proviendraient de la contraction rapide des filaments protoplasmiques à l'intérieur. Pas plus que Verhaege, il ne trouva d'organe lumineux spécial; qui plus est, Ehreuberg et de Quatrefages ont remarqué que la lumière émise par la noctiluque, qui semble uniforme, vue à l'aide d'une loupe, se brise en un grand nombre de scintillations minuscules sous un grossissement très puissant. M. Sorby a examiné la lumière de cet organisme sans pouvoir obtenir de résultats spectroscopiques satisfaisants.

Après la noctiluque que l'on rencontre surtout sur les côtes, M. Murray, du Challenger, décrit différentes espèces de Pyrocystis (1), forme étroitement alliée aux uoetiluques et quelquefois même identique. Elles sont abondantes dans la haute mer et donnent naissance à la phosphorescence des océans tropicaux et sous-tropicaux. La lumière vient du noyau et, en cela, diffère de la noctiluque observée par Quatrefages. Lorsqu'on les remue dans un vase transparent, elles donnent, dit sir Wyville Thomson, la lumière uniforme et douce d'une sphère de cristal qui serait éclairée de l'intérieur.

Le docteur Giglioli, durant le voyage de la frégate italienne Magenia, a remarqué qu'un autre groupe de protozoaires, les Badiolariés, a des propriétés phosphorescentes (2). Dans le Pacifique, les genres Tha colla, Collozoum et Splicerozoum donnent uue lumière verdâtre intermittente. C'est peut-être à ce même groupe que fait allusion le docteur Baird lorsqu'il décrit la phosphorescence d'un organisme pélagique (3).

Le groupe d'organismes marins le plus remarquable au point de vue de la phosphorescence est celui des Cœlentérés. Tout le monde connaît les Hydroïdes; certains d'entre eux conservent leur phosphorescence après plusieursjours et dans une eau impure, ainsi que M. Hincks l'a fait remarquer; la plus étonnante est VObclia geniculala qui forme des agglomérations sur les tiges des fucus le long de nos côtes. En été, un simple contact produit une quantité de scintillements lumineux sur les zoophytes. Ceux qui ont été touchés lancent de superbes éclats, semblables à des lignes de l'eu brisées; le choc d'un instrument détache les méduzoïdes qui scintillent à la surface de l'eau ; en juillet, il suffit de frapper cette surface pour amener un embrasement. Quelquefois ces organismes minuscules et certaines espèces de Ceratium sont poussés vers le rivage par la tempête et y produisent uue phosphorescence inattendue.

C'est ainsi que Vaughan Thompson [k] a observé sur les mâts des vaisseaux des traînées lumineuses qui montaient graduellement a mesure que l'orage aug-

(I) l'roc. /{o!/- Soc, t. XXIV, p. 553, planche 21, et Narrative,

Zool., t. I et II, p. 935.

(-1) Mit délia Accad. dellf se. di TarinO, t. V, 1869, 1S70, p. i'.'.'.

(3) London. Mag. nal. hist., t. III, p. 312, lig. 81.

(4) Zoological Hes., t. 1", partie I, Mém. 3, p. 48; 1829.

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montait. La plupart des hydroïdes sont aussi lumineux que les polypes. D'après les anciens naturalistes, ils seraient une des causes principales de la phosphorescence de la mer.

Les méduses Ascraspédotes jouent aussi leur rôle dans la production de la phosphorescence. Parmi ces formes nous signalerons particulièrement la Pelagia nocliluca et la Pelagia cyanella. Spallanzani a fait une série d'expériences sur la clarté émise parles Méduses; quelques-unes d'entre elles, la Dactylometra quinqux cirra (Agassiz), sont nocturnes. On ne les rencontre qu'exceptionnellement flottant a la surface de l'eau pendant le jour;* pendant lanuit, elles éclairent le fond d'une lueur sombre et se meuvent avec une très grande rapidité(l). Giglioli a observé une lumière d'un bleu pâle chez les Rhizostoma. Les deux genres de Méduses les plus abondants sur nos côtes, Orelia orila et Gyanea capillata, n'émettent pas de lumière, autant que j'ai pu m'en assurer. Cela concorderait avec les vues exprimées par Ehreuberg.

Les Siphonophores se caractérisent aussi par leur phosphorescence; Giglioli a observé des lueurs chez les Abyla, Diphyes, Eudoxia, Praya et Aglaismoid.es, Le docteur Renett a observé des lueurs chez les Actinozoaires coralligènes ; le frottement d'un bateau sur un récif de corail détermine une vive lumière phosphorescente (2). Giglioli a fait les mêmes observations sur les madrépores; la lumière de ces derniers est d'un vert brillant et dure quelques minutes (3).

Chez les Alcyonaires, la lumière émise par la Pennatula phosphorea est depuis longtemps connue. Gesner, Bartholin, Adler et autres l'ont étudiée. Au commencement de ce siècle, Grant a fait de la Pennatule la description bien connue et souvent citée (h). « La Pennatule, d'une transparence délicate, nage dans les eaux sombres à l'aide des battements réguliers et synchroniques de ses bras qui s'étendent et émettent une brillante phosphorescence. » A quoi il faut ajouter celte conclusion du même auteur que les Pennatules sont probablement stationnaires ou restent au fond et se meuvent lentement comme les Spatanges, les Astéries et les Actinies. Edward Forbes a remarqué que la lumière vient du point irrité à l'extrémité de la partie polypifère et jamais dans la direction opposée ; il engagea le docteur Georges Wilson à soumettre, de concert avec le professeur Swan, les Polypes, pendant leur phosphorescence, à l'action du galvanomètre; mais cette expérience ne donna aucun résultat. Forbes croyait que la lumière était produite par unesubstance spontanément inflammable.

Plus récemment, une série d'intéressantes observa-

(1) Agassiz, North American Acalephœ, p. 19 ; Cambridge, 1865.

(L2) Gatkerings of a naturalist, p. 69; 1860.

(3) Alti délia Itoy. Accad. del se. di Torino, t. V. p. 502.

(i) Brewster's Edin Journ., t. VII, p. 330; 1827.

lions faites par Panceri, sur la structure et la physiologie des organes lumineux de cette forme, a conduit aux conclusions suivantes :

1" La lumière émane des polypes.

2° Les organes phosphorescents sont les huit cordes blanches qui adhèrent à la surface extérieure de l'estomac ; elles sont composées de cellules contenant une substance grasse, dont l'oxydation produit la lumière.

Les conclusions de Panceri modifient considérablement les données de Forbes sur la direction des ondes ou points de lumière. Ils supposent que les éléments qui tiennent la place des nerfs peuvent produire, dans les foyers lumineux des polypes, une oxydation momentanée, plus rapide et plus intense, accompagnée de phosphorescence. Les spécimens du laboratoire de Saint-Andrew, ceux du professeur Milnes Marshall (1), donnent, après irritation, une série de lueurs brillantes, qui s'étendent le long des Polypes, d'une façon irrégulière.

Deux autres alcyonaires, Funiculina et Ombellu sont également phosphorescents. Ceux qui ont visité les Hébrides et la côte ouest connaissent bien la première de ces formes ; cependant il est difficile de se la procurer pour des recherches scientifiques. D'après forbes (2), la Funiculina quadrancularis donne une lumière d'un bleu brillant, qui part de la base des polypes et semble reliée au système de reproduction. Wyville Thomson décrit les spécimens qu'il a étudiés, comme émettant une lueur d'un lilas pâle, semblable à la flamme, du cyanogène, et toujours assez nette pour rendre visibles toutes les parties des individus ramenés dans la drague d'exploration (3). D'après le même zoologiste, les Ombellularia émettent une lueur si brillante, que le capitaine Maclear a pu déterminer facilement au spectroscope le caractère de cette lumière. Elle donne un spectre qui est contenu entre les lignes b el D (k).

Parmi les alcyonaires phosphorescents, nous pouvons citer aussi les Isis et Gorgones. Le docteur Merle Norman et le docteur Gwyn Jeffreys mentionnent une belle Isis lumineuse, ramenée à bord du Travailleur. Sir Wyville Thomson (5), dans ce style net et charmant, qui caractérise les écrits de ce naturaliste, a fait la description d'une Gorgone, longue, délicate et simple, que la drague ramena de 1200 mètres de fond. Il dépeint celte forêt de Gorgones, champ animéquise meut doucement dans le courant des marées, brillant d'une douce phosphorescence, scintillant au moindre contact et de temps à autre, lançant comme des jets de lueur

(1) Report of tlie Oban Penatulidœ, p. 49; Birmingham, L882.

(2) Johnston's Brit. sooph., t. l,p. 166.

(3) Dtpths of the Sea, p. 149.

(4) Atlantic, t. 1, p. 151.

(5) Atlantic, t. 1. p. 119.

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vive, éclairant la route des poissons et des autres habitants de ces régions enchantées. Le docteur Moseley pense f[ue la brillante phosphorescence desalcyonaircs est accidentelle, mais non sans utilité. Les profondeurs de la mer peuvent être éclairées par ces alcyonaires, qui forment ainsi des oasis lumineuses, autour desquelles les animaux, munis d'yeux, peuvent se réunir (1).

Le dernier groupe des Cœlentérés, les Ctenophores, sont encore plus intéressants que les précédents, au point de vue de la clarté. Il y a longtemps que l'abbé Dicquemare a parlé des Cijdippe (Pleurobrachia), et Suriray des Beroès. D'autres auteurs, plus récents, ont établi que la plupart des types de ce groupe sont phosphorescents.

Dans nos eaux, ainsi que l'a fait voir le P. Allmann, les Beroès peuvent être, a certaines époques, classés parmi les espèces les plus brillantes. Leur nombre incalculable rend leurs effets plus frappants, bien qu'ils soient moins phosphorescents que les Méduses. Des eaux calmes comme celles du Firth of Forth sont parfois couvertes d'une épaisse couche de ces animaux.

Le P. Allmann a remarqué que la Beroé ne brille pas si on la transporte brusquement de la lumière dans l'obscurité. Après un séjour de vingt minutes dans l'obscurité ils deviennent lumineux. Saint-Andrew possède des variétés considérables de Beroès : les unes émettent de la lumière, d'autres non. Il est probable que cette différence tient aux conditions hygiéniques des individus.

Dans les mers étrangères, on rencontre des espèces très lumineuses. Le professeur Agassiz (2) décrit le Mnemiopsis Leidyi comme très phosphorescent. Lorsqu'on traverse les bancs de ces Méduses, dont la grosseur varie d'une tète d'épingle à plusieurs pouces, l'eau s'éclaire et rend visibles les objets par une nuit noire. Le siège de la pbosphorescence se trouve dans l'appareil locomoteur de ces animaux ; il est d'une telle sensibilité que le moindre choc suffit pour les rendre visibles, grâce à la lumière émise par leurs huit bras phosphorescents. Le même auteur (3) dit que la Lesueuvia a une lumière bleuâtre particulière, d'une pâle couleur d'acier, mais très intense. Giglioli a vu le Ccstus, dont la forme est celle d'un joli ruban, émettre une lueur d'un jaune rougeatre et YEucharis donner une lumière d'un bleu intense.

La plupart des types d'un groupe précédent sont pélagiques à toutes les périodes de leur existence; les étoiles de mer lumineuses sont, à l'état adulte, des membres de la faune profonde. La période larvaire des astéries se passe à la surface de l'eau où elles s'ajoutent probablementaux types phosphorescents. Le

(1) Notes o/' a naturalist on the Challenger, p. 590.

(2) North American Acalcphœ, p. '20; Cambridge, 1N06.

(3) Op. cit., p. '24.

premier à étudier cette propriété des astéries fut le professeur Viviani qui trouva sur les rivages de Cènes une petite étoile de mer à laquelle il donna le nom d'Asleria noctiluca, identique probablement à YAmphir uraelegans de Leach (I). Pérou mentionne aussi la phosphorescence de YOphiura phosphorea. sir Wyville Thomson a remarqué que la lumière i'Ophiacanta spinulosa est d'un vert brillant qui va du centre aux rayons et éclaire toute l'astérie (2).

Plus récemment, le professeur Panceri, de Naples, a étudié la phosphorescence des espèces décrites par Viviani et il a remarqué que tout d'abord le rayon est éclairé d'une lueur verdàtre; mais les poinis lumineux correspondent à la base despédicellaires et sont rangés par paires le long des bras (3).

A des profondeurs de /jO à 80 mètres, l'Ophistria jette dans la drague une lumière d'un vert pâle; mais les adultes de la même espèce, recueillis au niveau des marées, ne sont pas lumineux.

Les anciens auteurs connaissaient certains annélides lumineux qu'ils nommaient Néréides, tels que leNereis phosphorans. Ehrenberg s'est beaucoup occupé de ce groupe; il a porté ses recherches sur les Pohjnœ fulgurans des mers du Nord, Nereis noctiluca ei Nereis (Photocharis) dirigera; les cirres de cette dernière espèce ont une structure photogénique qui ressemble à l'organe électrique de la torpille. Elle se rapproche de VEusyltis qui, sous divers noms, a été étudié par nombre d'observateurs. C'est très probablement la même espèce qu'a mentionnée Harmer (/)), comme ayantété trouvée dans les écailles d'huîtres et aussi par Vianelli qui les décrit comme une forme embryonnaire dans les algues. Les Syllidés sont, eu somme, bien connus dans l'histoire de la phosphorence depuis l'époque de De la Voie (10G6 d'après Panceri) et Vianelli (5) jusqu'à Claparède (G) et Panceri (7).

La structure des cirres dans les espèces phosphorescentes ne confirme pas l'opinion d'Ebrenberg relathe à leur structure photogénique spéciale.

Les Annélides lumineux se groupent en cinqfamilles : Polynoïdes, Syllidés, Chœtoptéridés, Térébellidés et Tomoptéridés ; ce nombre peut être augmenté d'autres types pélagiques.

Dans la première famille, l'un des types les plus communs est l'Harmothoë imbricata qui vit au niveau

(1) Phosphorescent ia Maris, t. l", p. 5, fig. 1 et 2 ; Geuova. 1885. 11 dit : « Species hœc l'adiata instar Btellse scintillas in mariais aquis excitasse quas electrico lluido adscripseruut, admodum probabile est. »

(2) Depths an lia- Sea, p. 98.

(3) Atti délia li. Accad. d. se. flsiche e mathem. di Napoli, 1875, p. 17, pi. i\, flg. 1 et 3.

(1) Baker' s Employaient for the microscope, p. 400. (5) A'uuDf Scoperti interno le l.uci delï acqua marina. Venezia. (0) Qlanures sootomiques, p. 95.

(7) Op. cit., p. S.

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des marées et dans les eaux profondes; il est cosmopolite dans sa distribution géographique. Le point d'attache de sa charpente dorsale émet des scintillements d'un vert brillant et sous l'influence de l'irritation, les éclats se font par paire le long du corps ou dans une double ligne moniliforme. Lorsqu'on pince fortement le vers, il se tord dans l'eau, émettant des lueurs d'un vert clair qui partent de la base. Les anneaux séparés continuent à briller pendant quelque temps, surtout à la surface des points d'attache, prés desquels se trouve un ganglion. Le même phénomène se reproduit avec un fragment de la partie antérieure ou postérieure du corps. Il n'y a pas de sécrétion muqueuse, la lumière est évidemment produite par la volonté de l'animal et par son système nerveux. Récemment le docteur Jourdan (1) a soutenu que la lumière dans un autre membre des Polynoides, Polynoè torquata, est produite pardes cellules sécrétant un mucus phosphorescent; mais cette explication ne s'applique pas à tous les cas.

En dehors des espèces mentionnées, il y a bien d'autres types dans cette même famille qui sont phosphorescents, les Polynoè scolopendrina, Achloè Asteriola, Polynoè lunulatu et VEunoa des Shetland.

On peut prendre, comme exemple des Syllidés, l'Eusyllis, si souvent décrit. Sous l'influence de l'irritation la partie interne de chaque bras émet une jolie lumière verte; les scintillements semblent partir de plusieurs points et courir des deux côtés de l'animal, puis disparaissent sous une forte excitation ; l'animal reste lumineux à la partie touchée pendant environ une demi-minute, la surface de la lumière granuleuse de chaque segment est plus grande que d'habitude et quelquefois ceux des côtés opposés sont reliés par quelques points phosphorescents. Le corps derrière la région irritée prend une couleur rose pâle après l'émission de la clarté, témoignant ainsi de la diffusion de la lumière.

Chez les Cbœtoptéridés, la phosphorescence est remarquablement belle; le maximum de lumière se trouve sur la face dorsale, entre les branches latérales du dixième segment. Le mucus abondant que sécrète l'animal peut être comparé à un feu d'un bleu rougeàtre d'une grande intensité qui illumine l'eau à l'entour. L'animal, pendant ces expériences, exhale une odeur très caractéristique que l'on peut comparer à du phosphore en combustion. Quoy et Gaimard ont observé qu'uue odeur assez semblable à celle que l'on sent autour d'une machine électrique est exhalée par lesAnnélides marins lumineux.

Parmi les Turbellariés, le genre Polycirrus parait être le plus brillant. Rien avant que Grûbe eût découvert la phosphorescence du Polycirrus, notre patient et

(1) Zoologischer Anzeiger, 2 mars 1885, n° 180, p. 133.

laborieux compatriote, Sir J. Graham Dalyell, avait remarqué cette propriété dans le groupe (1). Il fait remarquer que la Terebella figulus irritée donne une couleur bleue très vive, entremêlée de flammes rougeâtres. Un autre membre de la famille, Thelephus, est légèrement phosphorescent lorsqu'il est vivant; mais, une foison putréfaction, il brille avec une pâle lumière dans le genre du phosphore exposé à l'air.

Chez les Tomoptéridés pélagiques, certains appareils que l'on crut d'abord être des yeux, puis de simples organes glandulaires, ont élé reconnus par le professeur Greeff (2) pour des organes lumineux qui, hien que glandulaires, ont un rôle nerveux considérable et possèdent un ganglion.

Les recherches de Panceri sur les Annélides de Naples et le type particulier Balanoglossus ont accru beaucoup nos connaissances sur ce sujet. Dans le Chxloptère, il a décrit la structure des glandes phosphorescentes et il conclut, non sans quelque raison, que les Annélides ont deux sortes de phosphorescence : l'une , résultat d'une action purement nerveuse; l'autre, à laquelle vient s'ajouter une sécrétion lumineuse.

Viviani (3) a signalé dans les Turbellariés une espèce phosphorescente, Planaria retusa ; mais le phénomène semble se produire rarement dans ce groupe.

On peut en dire autant des Rotifères phosphorescents, dont l'un, Synchatab&Uica, a été décrit par Ehrenberg (/»). Giglioli a mentionné également une Sagitta (5), dont la région postérieure du corps émet une faible lueur.

Les petites espèces de Crustacés, les Copepodes, par exemple, ont été reconnus phosphorescents par Athanase Kircher en 1G40, et les auteurs qui ont étudié ce même sujet les ont également signalés. Viviani énumôre sept espèces trouvées dans la rivière de Cènes. Tilesius a compté dix-neuf Crustacés lumineux dans les découvertes de Krusenstern. Le docteur Raird décrit la lumière émise par ceux qu'il a rencontrés dans ses explorations, comme extrêmement brillante. Nos connaissances de Saphirina et des Schézopodes lumineux ont été fort étendues par les recherches de Vaughan Thompson; sir. Joseph Banks en a découvert un exemple qui a été décrit par Macartney (6).

La plupart des auteurs pensent que les petites espèces, telles que les Copepodes, donnent des scintillements à la surface de l'eau. La lumière, d'après Lesson, provient de glandes placées sur les côtes du thorax. Giglioli avait trouvé l'organe lumineux de la Saphirina dans la partie antérieure du thorax. Le capi-

(i) Powers ufthe Creator, t. il. p. 2 lu. (2) Zoologischer Anzeiger, 1882, p. .: s i. (3 Op. cit., p. 13.

(4) pp cit., p. 128.

(5) Op. cit., p. 198.

(0) Phil. Traits., 1810. Cancer Fulgens.

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taine Chimmo (Eupkctella, 1878) pensait que le phénomèneétait provoquépar la nourriture en décomposition

dans l'estomac, et le professeur Moseley (1) n'était pas éloigné, dans certains cas, d'avoir la même opinion. Lors de l'exploration du Challenger, on remarqua beaucoup la phosphorescence des Euphausiidés qui, au moment de leur capture, lançaient de brillants éclats d'une série de points le long du tronc et de la queue. M. Murray, lors des dragages du Triton dans le canal des Feroë, fut témoin d'une lumière diffuse qu'il attribua aux organes phosphorescents de la Nyctiphanes norvegica.

C'est chez les Tuniciers que l'on trouve les exemples les plus remarquables de phosphorescence marine. L'un des plus connus est celui des Pyrosomes dont la lumière a été décrite par M. Peron, le professeur Huxley et autres naturalistes, qui ont été à même de l'observer. Elle provient dans chaque membre d'un organisme composé de deux petits groupes de cellules situés à la base d'un tube d'excrétion. Ces cellules contiennent une substance grasse.

La Salpa a été souvent mentionnée par les auteurs comme une espèce phosphorescente, mais Délia Cliiaje a constaté que la Salpa pinnala de la Méditerrannée n'est pas phosphorescente, et parmi les spécimens nombreux que l'on trouva en grand nombre pendant plusieurs semaines à Lochmaddy, ni laSalpa pinnata ni la Salpaspinosa (Otto) ne furent trouvées lumineuses. Tout au plus reinarqua-t-on chez quelques individus de rares éclats dans le noyau occasionnés probablement par la nourriture. Giglioli, sans rien affirmer à ce sujet, dit avoir une fois observé dans le nucleus une lumière rosée très brillante. Le Doliolium a donné des colorations vertes; VAppendicularia avait des phosphorescences variées et parfois très brillantes.

Plusieurs variétés de mollusques sont phosphorescentes. Fabricius d'Aquapendente mentionne leSepia; Panceri, l'Eledone; Adler, les Chu ma et Daelylus. Le plus connu est le Pholas daelylus, qui possède des organes triangulaires depithelium cilié sur la surface interne du manteau. Ces organes sécrètent une substance lumineuse soluble dans l'éther et dans l'alcool, qui éclaire l'eau environnante. Cette lumière subsistera assez longtemps pendant la putréfaction ; c'est le cas du Telephus. Panceri a remarqué que l'acide carbonique éteint cette lumière, l'air la ravive ; elle est monochromatique; les bandes ont une place constante dans le spectre solaire (de la ligne E à la ligne F).

Certains Pléropodes contribuent a cette illumination de la mer. Giglioli a mentionné un Cleodora qui donne une lumière très rouge, un Criseis et un Hyalœa qui sont lumineux à la base de l'écaillé. Il signale aussi un grand Ptéropode de l'océan Indien qui émet une phosphorescence rougeâtre. Parmi les Dermatobrancb.es,

1 Op. cit.,p. 57 i. Naturalist on the Challenger.

Phyttirhoè a la même propriété. D'après Giglioli, le Loligo Sagittalus et un petit Octopus donnaient une lueur blanchâtre.

C'est récemment que la phosphorescence des poissons vivants a été étudiée avec soin. Toutefois la phosphorescence des poissons morts était connue depuis longtemps. Robert Uoyle en a fait le sujet d'expériences intéressantes [Phil. trans., 1667, p. 591.) Le docteur Hulme avail étudié le hareng dès 1800.

Je n'entends pas dire que les poissons soi-disant phosphorescents n'aient pas été étudiés, car il en est question depuis Aristote et Pline; mais il n'a rien été fait de bien caractéristique sur les poissons vivants. Des cinquante espèces énumérées par Ehrenberg, il n'en est pas une que l'on puisse dire lumineuse pendant la vie. Cette soi-disant phosphorescence des gros poissons, tels que le poisson scie, vient probablement des petits animaux phosphorescents que les premiers entraînent dans leur marche. Le professeur Moseley a remarqué sur le Challenger que lorsque de gros poissons nageaient dans des eaux phosphorescentes, ils laissaient derrière eux une traînée lumineuse. Les pêcheurs savent que les jours de mer phosphorescente la pêche ne sera pas bonne parce que la clarté de l'eau rend le hareng méfiant.

Un des exemples les plus frappants de la phosphorescence chez les poissons vivants est celui du squale lumineux (Squalus fulgens), trouvé par le docteur Rennett. C'est un petit requin de couleur foncée qui a été pris en deux ou trois occasions à la surface de la mer. Sans excitation, il émet en nageant pendant la nuit une vive lueur verte, qui subsiste pendant quelques heures après la mort. La phosphorescence paraît due à une sécrétion particulière de la peau. Les yeux de ce requin étaient plus proéminents qu'ils ne le sont habituellement. Le naturaliste danois Reinwardt décrit un poisson phosphorescent, YHemiramphus, lucens des Moluques (voy. Giglioli, op. ci!., p. 503). On sait peu de choses de la phosphorescence du Maurolicus pennantii (Cuv. et Val.) de nos régions, mais sa distribution étendue ne rend pas cette lacune irrémédiable.

Eu ces derniers temps, on a beaucoup parlé de la phosphorescence des poissons des grandes profondeurs. Dans une relation de la première partie de voyage du Challenger (1) , Sir Wyville Thomson mentionne les glandes qui produisent une sécrétion phosphorescente sur le corps d'un Sternoptychidé, espèce comprise dans la nomenclature anglaise de Day.

Il cite aussi un nouvel Echiostoma (Stomiatidés), qui avait deux lignes de points rouges, probablement phosphorescents, entourés d'un cercle d'un violet pâle [2). Le docteur Gùnther (3) a remarqué qu'un grand nombre

(J) Nature, 28 août 1873.

(■2) Challenger Narrative, Zoology, 1, t. II. p. ii.

(3) Ibid., p. 905;

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LA PHOSPHORESCENCE DES ANIMAUX MARINS

de poissons des grandes profondeurs avaient sous la peau des corps ronds, brillants et nacrés. On suppose que ces corps produisent la lumière. Chez deux espèces de Sternoptychidès, on les a vus phosphorescents. Le même auteur établit que tout le système mucifère esl dilaté chez les poissons des grands fonds, c'est-adire des poissons qui habitent des fonds de 2000 mètres et plus. Le corps entier semble couvert d'une couche de mucus dont l'usage physiologique est inconnu, et qui, chez les spécimens parfaitement frais, paraît avoir des propriétés phosphorescentes.

Après avoir ainsi jeté un rapide coup d'œil sur les caractères principaux de la phosphorescence chez des animaux marins, il nous reste a voir quels peuvent être le but et les causes de ce phénomène. Je ne crois pas utile d'énumérer ici les différentes hypothèses sur la phosphorescence des animaux marins, électricité, agitation constante de l'eau, putréfaction, imbibition lumineuse, action vitale dans les animaux, sécrétion de la substance phosphorescente. Ehrenberg y voyait un phénomène d'activité vitale semblable au développement de l'électricité et quelquefois accompagné d'une sécrétion de substance mucilagineuse accumulée en certains points; d'autres, tels que Mayen, croyaient à une oxydation superficielle de l'enveloppe muqueuse ou à une sécrétion lumineuse de certaines glandes. D'autres encore supposaient une sécrétion d'un liquide contenant du phosphore qui subissait une combustion lente, d'autres enfin l'expliquaient par un fluide liquide que certains organes transformaient en lumière. Coldstream pensait que la phosphorescence était due à un agent impondérable. De Quatrefages affirme que le phénomène a deux causes : 1" la sécrétion d'une substance particulière .qui transpire du corps entier ou d'un organe spécial ; 2° une activité vitale indépendante de toute sécrétion. Panceri avait été frappé de l'importance d'une substance grasse dans les types qu'il avait examinés : Pennatules, Méduses, Reroés, Pholades, Cluutopterés et Noctiluques. La phosphorescence semblait provenir de la lente oxydation de celle matière. Le système nerveux de l'animal vivant était cependant capable de produire une oxydation momentanée plus rapide et plus intense, accompagnée de lumière.

Chez les Protozoaires, la structure des très nombreux animaux minuscules qui sont lumineux suffit à prouver qu'un système nerveux n'est pas nécessaire à la phosphorescence; le protoplasme suffit. 11 n'y a pas de glandes pour sécréter, et chez quelques-uns, pas de substance grasse pour une combustion lente. Chez les Cœlentérés, le phénomène paraît se rattacher plus étroitement aux manifestations nerveuses, bien que dans certains cas la substance lumineuse possède des propriétés qui lui sont inhérentes.

Si chez certains annélides, les Chœplopterus et Polyirus, il existe des glandes qui peuvent avoir pourfonclion de sécréter la substance lumineuse, chez certains Puly-

noïdes l'émission de la lumière paraît être une propriété inhérente au système nerveux. L'irritabilité chez les différentes espèces de cette dernière famille est très variable. La Polynoé scolopendrina est insensible, tandis que d'autres, tels que YHarmothoè, sont très irritables. Chez les crustacés, la phosphorescence paraît avoir la nature d'une sécrétion sefaisantprobablement sous l'influence du système nerveux. Chez les Pyrosoma et le Pholas daclylus, la sécrétion lumineuse joue également un rôle important; chez le dernier et chezles Annélides, la putréfaction la développe, ce qui est aussi le cas pour certains poissons.

Il est donc évident que la cause de la phosphorescence est complexe. Chez certains animaux elle est due à la production d'uue substance qui est abandonnée et laisse derrière elle une traînée lumineuse. Avec la Pennatule ou d'autres Cœlentérés, on peut à volonté reproduire le phénomène en frottant une surface qui contient des traces de la substance, ce qui prouve clairement qu'un agent nerveux n'est pas la seule cause. L'acte cependant a évidemment des rapports chimiques avec les tissus dans lesquels il se produit. D'autres fois, enfin, c'est purement une action nerveuse semblable à celle qu'engendre la chaleur, comme pour certains Annélides.

A l'exception de quelques auteurs comme Macartne\ . les anciens savants qui donnèrent leur opinion sur la question voyaient un rapport entre l'émission de la lumière et la composition spéciale des grandes profondeurs. On trouve dans l'Encyclopédie de Rrewster, de 1830, un résumé des idées de l'époque. Ou y suppose que l'obscurité totale existe à 2000 mètres de profondeur, et que la phosphorescence des animaux marins vient remplacer la lumière du soleil. Grâce à cette lumière, l'animal peut diriger sou attaque, et, en l'éteignant, il échappe à la destruction. Les poissons cherchent leur proie la nuit, et l'auteur suppose que l'éclat de leur proie les guide, car, ajoute-t-il, la phosphorescence est particulièrement brillante chez ces animaux inférieurs, que leur étonnant pouvoir de reproduction et leur état un peu supérieur aux végétaux semblent avoir créés pour la nourriture des espèces supérieures. En 1847, le docteur Coldstream reproduisit les mêmes idées dans son article sur la phosphorescence animale (1).

On retrouve celte même opinion dans le rapport de l'exploration du Porcupine [2 ; on y mentionne particulièrement les jeunes de certaines étoiles de mer qui passent pour plus lumineuses que les adultes, application de cette loi générale de la nature, qui veut que les jeunes soient en plus grand nombre dans l'espèce, pour servir à la nourriture: leur destruction étant nécessaire pour empêcher l'espèce de se multiplier indé-

(1) Todd's Cyclop. ofAnat. ami l'h ;/..'.

(2) l'ioc. Roy. Soc, n« ll\, 1870, p. 132.

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Animent, et les adultes se trouvant pourvus d'appareils de fuite et de défense. Ainsi la phosphorescence, a-t-on dit (1), pour de très jeunes Ophiacanthes dans une nier où abondent les crustacés, doit être un don dangereux. Certains naturalistes semblent avoir une opinion à peu près identique. Il faut se garder de semblables théories.

Et d'abord les animaux phosphorescents ne paraissent pas plus abondants dans les profondeurs qu'à la surface; c'est, au contraire, à la surface que les animaux qui présentent ce phénomène sont les plus nombreux.

La plupart des jeunes dont on signale la brillante lumière deviennent des espèces de surface aussitôt après avoir quitté l'œuf et, ainsi, dans leurs différents états, ils ont plus ou moins habité les trois régions, surface, eaux moyennes et fond.

L'étude attentive de l'histoire naturelle de plusieurs groupes phosphorescents ne confirme pas la théorie qui relie à la nourriture les fonctions de la lumière. Les espèces phosphorescentes ne sont pas plus que d'autres dévorées par les poissons et les animaux lumineux ; s'ils peuvent être mangés, ils n'échappent pas, semble-t-il, à leur destin. L'examen de l'estomac des poissons le prouve, sauf peut-être pour le hareng, qui est surtout, un poisson de surface. Qui plus est, il n'est pas prouvé que ces animaux soient toujours lumineux -. c'est sous l'influence de certaines excitations que la plupart le deviennent.

Ce que nous disons tire une nouvelle force de l'irrégularité du phénomène chez des espèces dé même structure et de mêmes habitudes. Depuis Pline, on sait que le Pliolas dactylus est lumineux, et cependant le Pholas crispata ne l'est pas.

L'Harmolhoè imbricata et la Polynoc floccosa ont des habitudes et une apparence presque identiques, et cependant le premier de ces Annélides est brillamment lumineux; l'autre n'a aucune trace de phosphorescence. Celle-ci, loin d'aider à la chasse ou de désigner les animaux à la mort, est souvent l'apanage d'individus qui vivent dans des tubes où sont les parasites des étoiles de mer. A la vérité, la phosphorescence s'observe chez les espèces les plus différentes de condition. Aussi faut-il agir avec la plus grande prudence lorsque l'on fait des déductions qui peuvent avoir des applications très étendues.

De l'examen sommaire de ce phénomène remarquable de la phosphorescence, en ce qui regarde les animaux marins, il ressort que nos connaissances se sont beaucoup accrues dans ce dernier quart de siècle; mais beaucoup encore reste à faire. 11 faut compter pour cela sur les laboratoires maritimes; je veux parler des établissements qui sont aujourd'hui installés a Granton, à Saint-Andrew et à Tarbet et de

(I) Ucpllis ofthe Sea, p. 149.

relui que l'on doit établir à Plymouth. Ces laboratoires

ont eu de la peine à s'installer, mais il faut reconnaître que le zèle et les méthodes des travailleurs pourront s'exercer plus utilement qu'autrefois : la zoologie des pêcheries y gagnera, elle sera enfin étudiée avec l'attention que mérite un aussi important sujet.

Mac KrosH.

PHYSIQUE DU GLOBE Les mouvements tourbillonuaires de l'atmosphère.

L'atmosphère, comme on le sait, est agitée par des mouvements tourbillonnaires à axe vertical qui jouent un rôle très important en météorologie.

On distingue ceux qui coïncident avec de basses pressions et ceux qui se produisent autour d'un maximum barométrique.

Les premiers, de l'avis général des météorologistes, sont le siège d'un mouvement ascendant de l'air dans les couches inférieures, les autres coïncident avec la descente de l'air vers le sol.

Il y a quelques années, cette opinion, basée sur des faits très nombreux, a été combattue par M. Faye qui a cherché à prouver, par analogie entre les taches du soleil et les tourbillons de l'atmosphère, et par l'interprétation des faits observés dans les trombes, que les tourbillons, coïncidant avec la baisse du baromètre, étaient des mouvements giratoires descendants, contrairement à ce que l'on avait toujours pensé jusqu'alors.

Cette question a fait, de la part du savant astronome, l'objet d'une série de notices dans lesquelles sou opinion est soutenue d'une manière très éloquente et très spécieuse.

Sans essayer ici une réfutation de cette théorie, en opposant une interprétation à une autre, nous nous bornerons à exposer quelques-uns des principaux faits observés qui justifient pleinement la manière de voir des météorologistes, en écartant tout ce qui est douteux, de façon que l'opinion du lecteur soit faite bien plus par l'évidence des faits que par un heureux enchaînement théorique.

C'est ainsi que nous laisserons de côté tout ce qui a trait au mouvement descendant de l'air dans les maxima barométriques (quoique ces phénomènes nous indiquent, par analogie, que l'air doit s'élever dans les minima de pression', pour nous attacher seulement aux trombes, cyclones, etc., envisagés par M. Faye. Les mouvements tourbillonnaires à axe vertical se présentent à nous dans l'atmosphère sous des aspects différents, bien qu'offrant entre eux de nombreux rapports. On peut considérer d'une part les trombes et

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les lornados, et de l'autre les cyclones et les dépressions barométriques.

Les tourbillons les plus simples que nous connaissions sont ceux qui se forment dans nos régions, un peu partout, mais surtout sur les routes et les espaces dénudés. Ces tourbillons, qui paraissent le plus souvent déterminés par la rencontre de courants contraires, comme il s'en produit dans les carrefours, angles de route, etc., sont manifestement ascendants, comme on peut s'en assurer, non pas par la poussière qu'ils soulèvent, mais par celle qui forme des filets hélicoïdaux parfaitement visibles et donne un aspect matériel au mouvement de l'air, qui sans cela resterait inaperçu.

On observe, en automne, des tourbillons de ce genre qui entraînent les feuilles mortes; parfois, daus l'angle d'un mur, le remous du vent fait persister ces mouvements tournants assez longtemps; dans tous les cas, les objets sont soulevés en tournant, de façon que l'existence d'une composante ascendante dans le mouvement de l'air ne peut être mise en doute.

Après ces phénomènes et eu suivant l'ordre d'importance , nous trouvons les tourbillons de sable des déserts, les trombes de sable et les trombes en général. Il y a une certaine distinction à établir entre les trombes, au moins au point de vue de leur aspect: les unes se produisent par un ciel pur ou peu chargé de nuages et se révèlent à nos yeux par le sable et les petits corps qu'elles entraînent; les autres ont lieu avec de gros nuages, s'y rattachent et sont rendues visibles par une gaine nuageuse, seule ou associée à des corps étrangers (sable, foin, branches d'arbres, etc.).

Les premières sont fréquentes dans les déserls des deux hémisphères, en Egypte, dans le Sahara, le Turkestan, l'Amérique méridionale.

M. R. Pictet les a très bien étudiées en Egypte et a trouvé qu'il y régnait un courant ascendant rapide, comme il a pu s'en assurer en y plaçant des feuilles de papier qu'il put suivre dans leur mouvement ascensionnel jusqu'à une grande hauteur.

Le sable était aspiré avec l'air et formait une gaine si régulière que l'on pouvait en approcher la main à peu de distance sans que le sable rejaillît sur le bras; il ne s'agit donc pas de la poussière soulevée par l'air qui s'échapperait du pied de la trombe, mais d'un mouvement régulier élevant le sable avec l'air, et par conséquent ascendant.

J'ai observé moi-môme, en 1883, sur les hauts plateaux algériens, auprès de Lambèse, une petite trombe de ce genre ; elle se présentait sous la forme d'un grand tube d'un diamètre plus petit vers la partie inférieure. Ce tube était rendu visible par la poussière qui en suivait les contours; il atteignait environ 50 mètres de hauteur, le ciel était pur, l'insolation vive; le phénomène, déjà complètement formé, lorsque je l'aperçus, ne tarda pas à disparaître. Là encore le fait de la

3e SÉRIE. — 11EVUE SCIENTIFIQUE. — XXXVI.

formation d'une gaine de sable ne peut s'expliquer que par un mouvement tourbillonnaire ascendant.

Nous devons au regretté M. Béringer, ingénieur, qui faisait partie de la mission Flatters, une observation de trombes de sable très intéressante. Je cite textuellement le passage de son rapport qui s'y rattache.

« Les tourbillons les plus importants se sont présentés sur notre passage, le 8 mai, dans la trouée de l'Igharghar. Ils paraissaient avoir une centaine de mètres de haut. Leur profil était celui d'un tronc de cône élancé, dont la pointe glissait sur le sol et dont le dessus s'élargissait assez brusquement et s'étalait en panache dans le sens du vent. Leur vitesse de translation pouvait être d'une trentaine de kilomètres à l'heure. Le sens de la rotation, pour quelques-uns d'eux, s'est renversé sous nos yeux. Suivant qu'ils passèrent sur le gassi à sable terreux ou sur la nebka â matériaux siliceux, leur couleur était noire ou orange; la teinte restait beaucoup plus accentuée au pied qu'à la partie supérieure.

« Ce phénomène de coloration était très distinct. 11 s'explique difficilement avec l'hypothèse des spires descendantes, qui assimile l'action des tourbillons à celle d'un foret faisant voler autour de lui les débris du corps qu'il entame. » (Documents relatifs à la mission Flatters, première expédition. — Rapport de M. Béringer, p. 12k.)

Le phénomène de coloration, connu dans les tourbillons de nos contrées, était évidemment dû aux particules du sol que l'air entraînait avec lui en montant; c'est ce qui rendait visible le phénomène lui-môme et en particulier le sens de la giration.

Si des trombes des déserts nous passons à celles de nos régions, nous trouvons que les preuves en faveur du mouvement ascensionnel ne sont pas moins bien établies.

Voici, d'après M. Tarry, un météorologiste bien connu, quelques détails sur un tourbillon qui s'est produit, le 16 juin 1877, dans un pré de la commune d'Esper, à 10 kilomètres de Cahors. A peu die distance est située l'habitation de M. Dupuis, juge au tribunal de Cahors, où se trouvaient plusieurs personnes qui ont été témoins du phénomène.

On procédait à la fenaison, et la prairie était couverte de foin à moitié sec, formant une épaisseur de 2i) centimètres environ. L'air était parfaitement calme et le temps beau, nullement orageux.

Tout à coup, et sans qu'aucun bruit ou phénomène extérieur eût pu faire prévoir un trouble atmosphérique quelconque, on vit que, sur une étendue très restreinte du pré, le foin était soulevé eu forme de vague. La surface ainsi agitée se rétrécit, et on observa que le foin se roulait sur lui-môme. Un des témoins a comparé le mouvement à celui d'un tapis qu'on enroule. Le rouleau de foin, une fois formé, s'est redressé

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comme s'il était tiré en l'air par une force invisible. Il avail alors environ 3 mètres de longueur sur 80 centimètres d'épaisseur.

Le témoin qui avait eu la chance d'observer le phénomène dès le début et ne le quittait pas des yeux vit, ;'i sa grande surprise, le rouleau de foin redressé se lever en l'air, comme s'il obéissait à uneforce d'aspiration dont l'action se localisait en ce point.

L'ascension se fit en masse jusqu'à une hauteur de 10 mètres environ, le rouleau de foin s'étirant et tourbillonnant sur lui-môme d'un mouvement hélicoïdal en forme de papillote. Puis cette papillote, toujours attirée par le tourbillon, s'est peu à peu désagrégée, continuant à monter tout à fait verticalement, jusqu'à une hauteur de 100 à 150 mètres, lefoin se divisant etse désagrégeant à mesure que la masse s'élevait. A partir de ce moment le mouvement ascensionnel a continué, mais le tourbillon s'évasait en entonnoir et les brindilles de foin se dispersaient de plus en plus. Puis, arrivées à une hauteur de 300 mètres environ, elles se sont tout à fait dispersées et sont retombées eu pluie de foin, sur une superficie de 4 à 5 hectares. Le séjour en l'air a duré de 15 à 20 minutes.

Le phénomène a été vu par de nombreuses personnes, les unes montées sur la terrasse du château, les autres situées dans les champs. Autour du pré aucun vent violent ne s'est produit et aucun dégât matériel n'a eu lieu. La quantité de foin enlevée est évaluée à 80 kilogrammes.

M. Tarry ajoute : « Cette observation très sérieuse devient une difficulté de plus pour ceux qui expliquent ja formation et la translation des tourbillons par un mouvement hélicoïdal descendant. Dans ce cas, la translation a été nulle, et la composante verticale, dirigée de bas en haut, a été prépondérante sur les autres composantes cm mouvement. »

J'arrive maintenant aux trombes à gaine nuageuse, et je citerai celle qui a eu lieu le 7 juin 1882, dans la vallée de Sàby (Suède) et qui a été si bien étudiée par M. Fineinan, attaché à l'observatoire météorologique d'Upsal. Cette trombe a été observée par un grand nombre de personnes; nous extrayons quelques passages caractéristiques des récits des témoins.

« A Traneryd, le tourbillon se divisa en deux branches qui se dirigèrent toutes deux à l'est de l'église, mais l'une à une plus grande distance de celle-ci que l'autre, pour se réunir de nouveau au-dessus du lac, près du rivage.

« La colonne ainsi formée, qui avait une hauteur d'environ 200 mètres sur un diamètre d'environ 50, absorba l'eau de telle sorte que W put découvrir le

fond du lac (de Sàby) sur une grande distance.

« M. le capitaine Abergh dit avoir observé, par des marques sur les pierres au bord du lac, que le niveau s'en était abaissé d'un mètre après l'apparition de la trombe.

« En touchant la rivière de Svarlà, elle attira plusieurs colonnes d'eau « hautes comme des arbres. »

Dans le village de Traneryd :

« Quatre personnes travaillaient dans l'aire. Le bruit général el celui des arbres qui tombaient attirèrent pour la première fois leur attention et lorsqu'au même moment la porte fut poussée à l'extérieur par la pression de l'air, elles accoururent pour la retenir ; mais elles aperçurent en même temps que la maison commençait à se tourner et à se bercer. »

La même trombe enleva les toits de plusieurs bàtimenls, les éleva en l'air et les fit tournoyer en sens inverse des aiguilles d'une montre.

Ces dégâts produits par la trombe sont aussi très concluants en faveur du mouvement ascendant de l'air; les plans annexés au mémoire et qui ont été dressés par M. Fineman sur les lieux mêmes indiquent nettement un mouvement convergent dans le vent qui a abattu les arbres.

La direction générale dans laquelle les arbres sont tombés est absolument incompatible avec l'hypothèse d'un mouvement descendant de l'air dans la trombe.

On ne peut invoquer ici les préjugés comme dans les récits, puisqu'il s'agit d'un fait matériel.

L'étude de la trombe de Hallsberg (Suède), faite en 1875 par M. H. Hildebrandsson, n'est pas moins concluante au point de vue de l'existence du mouvement ascendant de l'air.

Le savant directeur de l'observatoire d'Upsal termine eu disant « que toutes les dévastations sont causées par une aspiration de l'air très forte vers le centre du météore, qui avançait en même temps à grande vitesse, et que, par conséquent, il faut admettre l'existence d'un courant ascendant dans le centre de la trombe.

« En effet, les arbres et les débris de maisons sont tous projetés en dedans et un peu en avant (par rapport à la trajectoire). Si le mouvement de l'air dans la trombe avait été descendant, il faudrait que les arbres et les autres objets fussent poussés en dehors, ce qui est contraire à l'observation. »

Nous pourrions citer d'autres exemples de trombes, mais ils ne feraient que confirmer ce que nous apprend la trombe de Sàby et celle d'IIalsberg.

Si nous passons à l'étude des tornades ou tornados, comme on les appelle en Amérique, nous trouverons aussi des faits qui prouvent que le mouvement de l'air est ascendant dans ces météores tourbillonnaires.

On sait que les tornados se présentent sous la forme d'une gigantesque trombe dont la gaine nuageuse descend plusou moins bas; ces météores, très redoutés dans certaines régions des États-Unis, produisent des effets mécaniques considérables, dévastant tout sur leur passage.

Sans entrer dans le détail de ce qui a lieu lors du passage d'un tornado, à cause même de l'analogie de ces météores avec les trombes, nous citerons ici

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quelques passages d'une lettre inédite dans laquelle M. Finley, chargé de l'étude de ces phénomènes dans le service météorologique des États-Unis, a bien voulu, sur notre demande, résumer sa manière de voir, avec preuves à l'appui, sur le sens du mouvement de l'air dans les tornados.

« Les conditions météorologiques, qui sont probablement prédominantes dans la formation des tornados, existent d'abord près des régions élevées de l'atmosphère, et c'est ainsi que le nuage qui commence descend vers la terre en augmentant graduellement en grosseur.

« Lorsque le nuage a atteint le sol en se déplaçant, l'air est aspiré de chaque côté de la trajectoire avec une grande force.

« Aucune observation sérieuse du baromètre n'a été faite aux États-Unis dans la trajectoire d'un tornadoau moment de son passage. Pratiquement, il est impossible de se livrer à ces observations et un observateur ne peut pas s'approcher assez près du tourbillon sans risquer sa vie et exposer son instrument a être brisé. L'œuvre de dévastation du météore est très rapide et le baromètre à mercure ordinaire ne serait pas assez sensible pour indiquer de pareilles variations, s'il lui était possible de résister à la violence du tourbillon.

« L'aire de basse pression principale, qui passe sur nos régions pendant l'existence d'un tornado, n'est pas caractérisée, soit par un fort gradient, soit par un abaissement très grand du baromètre. Ces deux conditions ne sont pas absolument essentielles pour la formation des tornados, mais elles accompagnent une perturbation générale là où se présentent des tornados.

« Le développement des tornados dépend beaucoup plus de la forme de la partie centrale de l'aire de basses pressions que du gradient ou de l'abaissement de la pression.

« Les tornados se produisent le plus souvent avec une dépression barométrique de forme ellipsoïdale, dont le grand axe est orienté du sud-ouest au nord-est. Gomme preuve de la force centripète exercée par le corps nuageux du tornado, je mentionnerai ce fait, observé souvent par des personnes situées à quelque distance de la trajectoire, que de petits objets, comme des ustensiles de ménage, des seaux, des caisses, etc., sont subitement attirés (sucked) vers le nuage d'une distance de 500 a 800 pieds comme sous l'influence d'une force mystérieuse et irrésistible.

« C'est là un motif de grande crainte dans l'esprit populaire.

« De lourds objets situés plus près du nuage sont détruits avec une grande violence.

« A l'approche du nuage les arbres commencent à se courber et sont couchés sur le sol, les bâtiments sont ébranlés, des toitures arrachées et des wagons en repos sur des voies se mettent en mouvement vers le tornado.

« Dans certains cas, au moment du passage du corps nuageux du tornado, les bâtiments éclatent vers l'extérieur à cause de la raréfaction subite de l'air dans le voisinage.

« L'air est enlevé si rapidement à l'extérieur des bâtiments que l'équilibre n'a pas le temps de se rétablir, et l'air de l'intérieur fait irruption au dehors pour chercher à se mettre en équilibre de pression. »

Ce dernier fait est un des plus probants en faveurdu mouvement ascendant de l'air dans les tornados; il est intéressant de le rapprocher des faits analogues observés au moment du passage de la trombe de Sàby où les fenêtres et les portes du château de ïraneryd furent arrachées vers l'extérieur.

Les trombes et les tornados sont des phénomènes trop fugitifs et d'un diamètre trop restreint, pour que nous puissions les étudier facilement, et nous devons juger de leur mécanisme par les effets qu'ils produisent, sans pouvoir suivre méthodiquement les mouvements de l'air à l'intérieur du tourbillon. 11 n'en est plus de même pour les cyclones, les typhons, les dépressions barométriques en général, occupant des étendues assez considérables pour que les observations météorologiques nous permettent de reconstituer l'état de l'atmosphère auprès du sol pendant leur existence.

L'étude de la répartition de la pression barométrique et de la direction des vents a fait reconnaître que les cyclones, les typhons et les tempêtes de nos pays sont caractérisés par un minimum de pression de forme plus ou moins circulaire, autour duquel la pression va en augmentant de toute part. Les lignes isobares sont disposées en anneaux concentriques et les vents soufflent dans des directions différentes, tout autour du centre des basses pressions.

Les travaux de Reid, Reidfleld, Piddington sur les cyclones et de M. Buys-Ballot sur la marche du vent, par rapport aux isobares dans le cas général, ont amené à la découverte de ce que l'on appelle la loi de Buys- Ballot.

D'après cette loi, en faisant face au vent dans l'hémisphère nord, ou a le centre des basses pressions à droite et la pression va en augmentant vers la gauche.

C'est le contraire pour l'hémisphère sud.

Ainsi donc, le vent tourbillonne autour du centre des basses pressions et le mouvement de rotation du vent a lieu dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre sur notre hémisphère, et dans le même sens sur l'hémisphère sud.

Pour simplifier, M. Buys-Ballot a formulé sa loi comme si le vent tournait en cercle; mais, en réalité, comme il l'a montré, l'air fait un angle interne avec les isobares.

Un peu plus tard, M. W. Ferrel, en Amérique, a publié des recherches fort curieuses sur la mécanique des fluides. D'autres travaux sont venus s'y joindre depuis,

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et de cet ensemble se dégagent les principes élémentaires de la mécanique de l'atmosphère qui sont universellement admis aujourd'hui.

Ces principes sont les suivants :

1° L'air tend, en vertu de la différence de pression, à s'écouler normalement aux lignes d'égale pression ou isobares, et son écoulement produit le vent.

L'importance de la différence de pression dans un plan horizontal s'exprime par le gradient, qui désigne la variation de pression barométrique pour l'unité de longueur comptée sur la normale aux isobares.

2" La vitesse du vent est sensiblement proportionnelle au gradient.

3° Le vent, qui devrait suivre la direction du gradient, est dévié, à cause du mouvement de rotation de la terre sur son axe et de la force centrifuge qui se développe lorsque l'air tourbillonne.

L'effet de la rotation de la terre tend à rejeter vers la droite de son mouvement un corps qui se meut dans l'hémisphère nord, et, vers la gauche, dans l'hémisphère sud.

Ainsi, dans nos régions, un vent qui souffle vers un centre de basses pressions, sous l'action d'un gradient orienté du nord au sud et qui devrait avoir cette direction, devient un vent de nord-est. Un vent d'est tourne au vent de sud-est, etc. Comme le gradient est normal à la direction des isobares, on voit que l'effet de la déviation du vent, en l'écartant du gradient, tend à le rapprocher de la direction des isobares et change ainsi le mouvement pleinement centripète en un mouvement tourbillonnaire à spires plus ou moins inclinées sur le gradient.

Quand le vent tourbillonne autour d'un centre de basses pressions, l'effet de la rotation tend à rejeter le vent en dehors, vers la droite de son mouvement, ce qui augmente encore la déviation et peut rendre le vent presque parallèle aux isobares.

M. W. Ferrel, et depuis MM. Colding, Mohn et Guldberg, pour ne citer que les premiers, ont prouvé que l'angle du vent et des isobares, que l'on pourrait appeler l'angle de convergence, croît quand la latitude diminue et quand le frottement augmente (1).

Ces principes s'appliquent aux divers mouvements tourbillonnaires à axe vertical de l'atmosphère et se vérifient sur tous ceux qui ont un diamètre assez grand pour pouvoir être étudiés en détail.

Au début, comme on s'était surtout occupé des cyclones sur les océans ou les archipels (conditions où le frottement de l'air à la surface de la terre est minimum), quelques auteurs admirent que le mouvement de l'air était circulaire, par conséquent, parallèle aux

(1) L'angle du vent et du gradient., qui est le complément de celui du vent et des isobares, croît avec la latitude et diminue quand le frottement augmente.

isobares et perpendiculaire à la direction de ce que l'on a appelé depuis le gradient.

Uove fut un des plus ardents défenseurs de cette manière de voir ; mais les auteurs des lois cycloniques eux-mêmes, Redfield et ses successeurs, Heid et Piddington, qui, les premiers, ont étudié les cyclones avec soin, ont déclaré à plusieurs reprises que l'on admet le mouvement circulaire comme une approximation suffisante pour la pratique, mais que le mouvement réel est en forme de spirale, de sorte que la déviation du vent vers le centre (incurving towards the centre) atteint jusqu'à 22" en moyenne.

M. Meldrum, dans ses belles études sur les cyclones delà mer des Indes, n'est pas moins concluant. Il a écrit un mémoire (1) pour réfuter la théorie circulaire et il a montré, par de nombreux exemples et des diagrammes, que les vents sont inclinés sur la direction du gradient qui tombe suivant le rayon des courbes isobares — et, par conséquent, que l'air converge vers la base des cyclones de l'océan Indien.

Dans ces dernières années, les cyclones ont été étudiés avec les ressources que fournissent les réseaux météorologiques modernes : dans les Indes, par M. Elliot; dans les mers de la Chine, par le P. Deschevrens; aux Antilles, par le P. Vines. Ces trois savants météorologistes sont arrivés à des résultats analogues.

M. Elliot (2), dans ses conclusions sur les cyclones du golfe de Bengale, dit (p. 117) :

« Le mouvement de l'air dans les cyclones se fait suivant une courbe, et ainsi la direction du vent, en chaque point, n'est pas à angle droit avec la direction du centre; la trajectoire de l'air est une spirale. »

Le P. Dechevrens a pu réunir, à l'observatoire de Zi-ka-wei, un grand nombre d'observations recueillies sur les navires de toutes nationalités qui sillonnent les mers de la Chine, dans les phares chinois et les postes de douane; avec ces documents, il suit depuis sept ou huit ans, avec le plus grand soin, tous les typhons des mers de la Chine.

Il ressort des nombreux mémoires qu'il a publiés sur ce sujet, que ces météores ont tout à fait la forme cyclonique et que l'air, en tourbillonnant autour du centre, a une composante centripète. Les citations suivantes sont très explicites (3) :

« 11 s'ensuit, ou plutôt il découle de toutes nos observations que, dans les couches basses de l'air, les courants sont en partie centripètes ou, plus exactement, décrivent une spirale plus ou moins inclinée sur le rayon, tandis que, dans les régions supérieures, l'air est divergent, comme les cirrus l'ont prouvé dans plus d'une occasion ».

(1) Notes on the for m of cyclones in the Southern huit an océan. — London, 1873.

(2) Voir Report on the Madras cyclone of mai 1877. — Calcutta.

(3) The typhoons of the Chinese seas in the year 1881, par Marc Dechevrens, p. 170.

M. LÉON TEISSERENC DE BORT. — LES MOUVEMENTS TOURB1LLONNAIRES.

» Il est donc nécessaire d'admettre que l'air monte en approchant du centre où la pression est moindre, et descend sur le pourtour du tourbillon où la pression est plus haute. »

Le P. Vines considère les tourbillons comme formés de spires convergentes à la partie inférieure, circulaires dans la partie moyenne, avec une augmentation de vitesse et divergentes dans les régions supérieures.

Ainsi tous les auteurs qui ont étudié sur place les cyclones et ceux qui, en Europe, se sont livrés à la discussion des documents recueillis par de nombreux observateurs sont unanimes pouraffirmer et démontrer par des cartes que le mouvement de l'air est convergent vers le centre du cyclone dans les régions basses.

L'étude des dépressions en Europe et en Amérique a conduit à des conclusions identiques; mais là, comme le phénomène est fréquent et que les stations météorologiques sont nombreuses et bien distribuées, on a pu étudier les tourbillons de l'atmosphère avec plus de détails. Plusieurs savants se sont proposés de déterminer exactement la trajectoire des vents autour des centres de basses pressions.

Pour cela on a mesuré avec soin l'angle entre la direction du vent observé et celle du gradient tel qu'on peut le tracer sur les cartes d'isobares.

Voici les angles déduits de ces recherches :

Gradient dirigé I.oomis Clément Ley Hoffmeyer

vers

[Amérique.)

(Angleterre.)

(Danemark.

Veuls d'entre

Le nord . . .

Ouest et sud-ouest

Lenord-ouest.

L'ouest . . .

Sud et sud-est.

Le sud-ouest.

Le sud. . . .

Est et nord-est.

Le sud-est. .

Nord et nord-ouest

Le nord-est. .

Angle moyen . 48°,00

Nous avons vu précédemment que l'angle entre le vent et les isobares variait avec la latitude et le frottement; nous avons la vérification immédiate de ce fait dans l'inspection du tableau des déviations.

En effet, le vent en Amérique se rapproche beaucoup plus de la direction du gradient qu'en Angleterre et dans le Danemark, ce qui tient surtout à ce que la latitude des États-Unis est inférieure à celle des deux autres pays.

L'influence du frottement n'est pas moins visible ; c'est pourquoi les vents qui s'écartent le plus de la direction du gradientsont, pour l'Angleterre, ceux d'ouest et de nord-ouest, qui viennent de la pleine mer; en Danemark, les vents du nord et du nord-ouest, et sur l'ensemble des États-Unis les vents de sud arrivant de l'océan Atlantique, sont les plus déviés. Au contraire, les vents de la terre, comme ceux de l'est et du sud-est en Angleterre, de sud-est à sud-ouest en Danemark,

de nord et nord-ouest dans les États-Unis, font, avec le sens du gradient, le plus petit angle.

L'effet du frottement est encore très nettement indiqué (d'après M. Clément Ley) par la valeur moyenne, de l'angle du vent avec le gradient, qui est de 61°, 7 pour Londres, Nottingham, Oxford, Bruxelles, Paris, stations relativement continentales; pendant qu'il atteint 77°, 11 dans les stations plus maritimes de Brest, Scilly, Varmouth, Pembroke et Ilolyhead, entourées presque de toute part de surfaces d'eau, où le frottement de l'air est bien moindre qu'à terre.

M. H. Hildebrandsson a été plus loin, et il a cherché à préciser la forme des spires du vent tournant autour d'un centre de dépression. Ses études montrent que ces spires, comme on le pensait déjà, se rapprochent beaucoup de la forme d'une spirale logarithmique. Il trouve, en effet, que lèvent fait un angle à peu près constant avec le gradient, quelle que soit la distance du centre.

Fig 20. — Vent inférieur dans une dépression.

Nous ne pouvons reproduire ici les nombres qu'il a trouvés dans ;son important travail, mais la figure 20 les résume sous une forme graphique en représentant la marche moyenne du vent à la partie inférieure d'une dépression (1).

Ainsi toutes les observations montrent que le mouvement de l'air dans la partie inférieure a lieu de l'extérieur vers l'intérieur des dépressions barométriques, ce qui est une preuve évidente du mouvement ascendant de l'air dans ces tourbillons.

A côté de ces preuves absolument irrécusables et qui s'appuientsur ce qui se passe auprèsdusol, nous trouvons dans la marche des nuages des manifestations très claires du mouvement ascensionnel de l'air.

En effet, à défaut de girouette, les nuages qui flottent dans l'atmosphère nous fournissent un moyen de déterminer la direction des courants supérieurs.

(1) Dans cette figure, comme dans celles qui suivent, les cercles concentriques représentent les ligues isobares.

En partant du centre de la dépression, on rencontre les isobares de 740, 745, 7.">0, 755.

Les rayons du cercle indiquent la direction du gradient : les flèches, celle du vent.