DÉCLINAISON

Le troisième élément du magnétisme terrestre, la déclinaison, est celui dont la connaissance remonte le plus haut. On a vu précédemment les origines historiques de cette découverte. Au xii* siècle de notre ère, non-seulement les Chinois savaient qu'une aiguille magnétique horizontale, suspendue à un fil de coton, forme un angle avec le méridien géographique, mais ils savaient aussi mesurer l'amplitude de cette déclinaison. Dès l'année 1436, lorsque, grâce aux relations des pilotes chinois avec les Malais et les Hindous, et de ceux-ci avec les Arabes et les Maures, l'usage de la boussole se fut répandu dans le bassin de la Méditerranée, chez les Majorquins et les Catalans, sur la côte occidentale de l'Afrique et dans les hautes régions du Nord, les indications de la vmation magnétique furent tracées sur les cartes ma* rines, pour différentes parties des mers (75). En 1 492, iel3 septembre, Colomb reconnutune ligne sans déclinaison, c'est-à-dire sur laquelle l'aiguille aimantée était dirigée vers le vrai Nord, autrement dit le pôle

de rotation, et dès celle époque il devina que la connaissance de la déclinaison pouvait servir à déterminer les longitudes géographiques. J'ai prouvé ailleurs par le Journal de l'Amiral que, dans le second voyage qu'il entreprit au mois d'avril 149Ô, lorsqu'il était incertain de la direction de son vaisseau, il chercha à s'orienter par des observations de déclinaison (76). Les variations horaires de la déclinaison furent observéesà Louvo dans le royaume de Siam, parHellibrand et le Père Tachard, mais simplement comme des faits matériels; Graham le premier les étudia, en 1722, avec détail et d'une manière presque satisfaisante. Enfin Celsius les mit à profit pour mesurer en commun et de concert la distance de deux points séparés par une distance considérable (77).

Passant aux phénomènes mêmes de la déclinaison, nous considérerons d'abord les variations qu'y apportent les différentes heures du jour et de la nuit, ainsi que les saisons de l'année, et la moyenne annuelle qui en résulte; de là nous passerons à l'influence qu'exercent sur ces changements les perturbations extraordinaires, bien que périodiques, et la position des lieux au nord ou au sud de Téquateur magnétique ; enfin nous étudierons les relations linéaires qui unissent entre eux les points de la surface terrestre sur lesquels la déclinaison est nulle, ou qui ont la même déclinaison. Ces relations linéaires sont, au point de vue de l'application pratique, l'élément le plus utile pour les calculs de bord et pour la navigation en général; mais tous les phénomènes du magnétisme sont si étroite-

menlUés entre eux, y compris les plus mystérieux de tous, les perturbations extraordinaires ou les orages magnétiques qui souvent se produisent simultanément à d'immenses distances, que, pour compléter graduellement la théorie mathématique du magnétisme terrestre, il n'en faut absolument négliger aucun.

Dans les latitudes moyennes de l'hémisphère magnétique boréal, c'est à 8 heures 1/4 du matin (20M/4) que l'extrémité Nord de l'aiguille aimantée est le plus près d'être tournée vers le Nord. De 8 heures 1/4 du matin à 1 heure 3/4 du soir, l'aiguille se meut de l'Est à l'Ouest, jusqu'à ce qu'elle ait atteint son point le plus occidental. Ce mouvement vers l'Ouest est universel pour toutes les contrées de l'hémisphère septentrional, que la déclinaison soit occidentale, comme dans toute l'Europe, àPéking, à Nertschinsk et à Toronto dans le Canada, ou qu'elle soit orientale, comme à Easan. à Sitka dans l'Amérique russe, à Washington, à Slarmato dans la Nouvelle-Grenade, et à Payta sur la côte du Pérou (78) • A partir de 1 heure 1/4 et du point le plus occidental, l'aiguille reprend sa marche vers l'Est pendant le soir et une partie de la nuit jusqu'à minuit ou 1 heure du matin (12* ou 13' heure), en faisant souvent une petite pause vers 6 heures du soir. Dans la nuit, l'aiguille rétrograde faiblement vers l'Ouest, jusqu'à ce qu'elle atteigne son minimum d'écartement, en d'autres termes son point d'arrêt oriental de 8 heures 1/4 du matin (20^ 1/4). Autrefois, cette période de la nuit passait complètement inaperçue; on n'avait observé.

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dans l'intervalle de 1 heure 3/4 à 8 heures 1/4 du matin, qu'un retour progressif et non interrompu de rOuest à TEst. Je me suis beaucoup occupé, à Rome, de ces mouvements presque imperceptibles, en faisant avec Gay-Lussac un travail sur les variations horaires de la déclinaison, avec le télescope magnétique de Prony. Comme l'aiguille est en général plus mobile, tant que le Soleil est au-dessous de l'horizon, il est plus difficile de saisir le faible mouvement nocturne vers l'Ouest. Lorsqu'il se détache clairement, je ne l'ai vu accompagné d'aucune oscillation instable. Contrairement à ce qui se passe lors des orages magnétiques, l'aiguille, en se rapprochant de l'Ouest, procède par bonds, exactement comme dans la période diurne de 8 heures 1 /4 à 1 heure 1 /4. Il est à remarquer que lorsque l'aiguille, après s'être avancée régulièrement vers l'Ouest, revient vers l'Est ou vice versa, il n'y a nul intervalle entre les deux mouvements, et qu'elle change subitement de direction, surtout dans la période diurne de 8 heures 1/4 à 1 heure 3/4. Généralement, le petit mouvement vers rOuest commence après minuit; cependant il a été constaté, à Berlin et dans les mines de Freiberg, ainsi qu'à Greenwich, à Makerstoun en Ecosse, à Washington et à Toronto, dès 10 et 11 heures du soir.

A la suite de plusieurs milliers d'observations horaires, les quatre mouvements de l'aiguille que j'ai constatés en 1805 (79) ont été ramenés, dans la belle collection des observations de Greenwich (1 845-1 847), aux quatre changements de période suivants (80) :

1" minimum d'écartemeot , 8 heures du matin; 1" maximum^ 2 heures du soir; 2* minimum, midi 2 heures ; 2* maximum, 2 heures ou 4 heures du soir. Je dois me borner ici à indiquer les états moyens, et à appeler l'attention sur cette circonstance que le minimum principal (S*" du matin) n'est nullement modifié, dans notre zone septentrionale, par le lever plus matinal ou plus tardif du Soleil. En observant avec Oltmanns les variations horaires pendant deux solstices et trois équinoxes, et en prolongeant les expériences à chaque reprise pendant cinq ou six jours de suite et autant de nuits, j'ai trouvé que la plus grande déclinaison orientale était invariablement fixée entre 7 heures 3/4 et 8 heures 1/4 du matin, en été comme en hiver, et que le lever plus matinal du Soleil n'avançait ce moment que d'une manière à peine sensible (81).

Dans les hautes latitudes septentrionales, voisines du cercle polaire, et entre ce cercle et le pôle de rotation, on n'a pas pu jusqu'ici constater d'une manière satisfaisante la régularité de la déclinaison horaire, bien que Ton possède un certain nombre d'observations très- précises. L'action locale des roches et la fréquence des aurores boréales, qui de près ou de loin, troublent la marche de l'aiguille aimantée, ont inspiré des scrupules à M. Lottin, pendant l'expédition scientifique française de la Lt7knse (1836); il a craint de tirer de ses propres et laborieuses recherches , ainsi que du travail dû au saTant Lœwenœm, qui date de 1786, des consé-

quences formelles sur les chaDgements de période. En général cependant, d'après les observations du missionnaire Genge, le minimum de la déclinaison occidentale tombait à Reikjavik en Islande (lai. 64''8') et à Godtbaab, sur la côte du Groenland , presque comme dans les latitudes moyennes, vers 9 beures ou 10 heures du matin ; mais le maximum ne paraissait se produire qu'à 9 ou 10 beures du soir (82). Plus au Nord, à Hammerfest, dans le Finmark(lat. 70*40';, Sabine a constaté que l'aiguille marquait assez régulièrement son minimum d'écartement occidental à 9 heures du matin, son maximum occidental à 1 heure 1 /2 du soir, comme dans le midi de la Norwége et en Allemagne (83); mais il a trouvé au Spitzberg (lat. 79* 50') un résultat bien différent : le minimum occidental tombait à 6 heures du matin, le maximum occidental à 7 heures 1/2 du soir. Pour les lies du pôle arctique, nous possédons une belle série d'observations, recueillies pendant 5 mois à Port-Bowen, sur la côte orientale de l'Ile du Prince-Régent, par les lieutenants Poster et James Ross, durant le troisième voyage du capitaine Parry (1825); mais bien qu'en 24 heures l'aiguille passât deux fois par le méridien, que l'on considérait conmie le méridien magnétique moyen du lieu, et que pendant deux mois entiers, avril et mai, on n'ait point vu d'aurore boréale, la durée des élongations principales variaient de 4 à 6 heures, et depuis janvier jusqu'à mai, il n'y avait en moyenne qu'une heure d'intervalle entre les maxima et les minima de la déclinaison occidœlale.

Il y eat des jours où Tamplitude de la déclinaison s'éleva de 1" 1/2 jusqu'à 6* ou 7% tandis que, sous les tropiques, elle atteint à peine le même nombre de minutes (84). La complication qui existe, près du cercle polaire , dans les variations horaires de la déclinaison magnétique se retrouve aussi près de rÉquateur. A Bombay par exemple, par IS'^Sô' de latitude boréale, les variations horaires se divisent en deux classes fort différentes, d'avril à octobre et d'octobre à décembre ; chacune de ces classes se subdivise en deux périodes qui sont loin encore d'êlre 6xées (85).

Ce n'est qu'à partir de la seconde moitié du XV siècle, et grâce aux hardis voyages de Diéî^o Cam et de Martin Behaim, de Bartholomée Diaz et de Vasco de Gama, que les Européens purent par euxmêmfâ acquérir une connaissance faible encore de la dvection de l'aiguille aimantée, dans l'hémisphère austral. Mais, dès le m* siècle de l'ère chrétienne, les Chinois, ainsi que les habitants de Corée et des Iles du Japon, se guidèrent, même sur mer, à l'aide de la boussole. L'importance que , d'après les rapports de leurs plus anciens écrivains, ils attachaient au pôle Sud, était fondée principalement sur cette circonstance que leur navigation était surtout dirigée vers le Sud et le Sud-Ouest, Us n'avaient pas été sans s'apercevoir, dans ces voyages, que l'extrémité de l'aiguille sur laquelle ils se guidaient n'était pas exactement tournée vers le pôle Sud. Us avaient même mesuré l'amplitude de la variation vers le Sud-Est, et nous

conoaissoDS une de ces déterminations, qui date du xii' siècle (86) . L'application et l'extension de cette ressource si utile aux entreprises maritimes favorisèrent les relations fort anciennes de la Chine avec l'Inde et avec Java, ainsi que les traversées plus lointaines des Malais et leur établissement à Madagascar (87).

Bien qu'à en juger par la situation actuellement très -septentrionale de i'équateur magnétique, il soit vraisemblable que la ville de Louvo, dans le royaume de Siam, était très-voisine de la limite de l'hémisphère magnétique boréal, lorsque, en 1682, le missionnaire Guy Tacbard y observait les variations horaires de la déclinaison, il faut cependant reconnaître que ce phénomène ne fut observé avec exactitude dans l'hémisphère magnétique austral que plus d'un siècle plus tard. John Macdonald suivit la marche de l'aiguille aimantée durant les années 1 794 et 1 795, au fort Marlborough, sur la côte Sud-Ouest de Sumatra et à Sainte-Hélène (88). Les résultats qu'il recueillit attirèrent l'attention des physiciens sur l'amplitude décroissante des variatioas diurnes dans les basses latitudes. L'élongation ne dépassait pas 3 à 4 minutes. Les expéditions scientifiques de Freycinet et de Duperrey ont permis d'embrasser un nombre de faits plus considérable et de mieux approfondir ces phénomènes; mais on n'a été vraiment mis en possession de données générales et complètes que par l'établissement de stations magnétiques sur trois points importants de l'hémi-

sphère austral, à Hobarton dans la Terre de Van DiémeOyà Sainte-Hélène et au cap de Bonne-Espérance, où depuis dix années on observe d'heure en heure et d'après des méthodes uniformes les variations des trois éléments du magnétisme terrestre. L'aiguille aimantée a, dans les latitudes moyennes de l'hémisphère magnétique austral, une marche précisément opposée à celle qu'elle suit dans les zones correspondantes de l'hémisphère boréal. L'extrémité Sud de l'aiguille allant de l'Est à l'Ouest depuis le matin jusqu'à midi, il en résulte évidemment que l'extrémité Nord accomplit un mouvement de l'Ouest à l'Est.

Sabine, à qui nous devons une discussion ingénieuse de toutes ces variations, a rapproché les observations faites d'heure en heure pendant cinq années à Hobarton (lat. austr. 42' 53'; déclin, orient. 9*57') et à Toronto (lat. bor. 43*59'; déclin, occid. l'33'), de telle façon que l'on distingue nettement les deux périodes du mois d'octobre au mois de février et du mois d'avril au mois d'août. Les mois intermédiaires, mars et septembre, offrent, pour ainsi dire, des phénomènes de transition. A Hobarton, l'extrémité Nord de l'aiguille marque deux maxima d'élongation orientale et deux maxima d'élongation occidentale (89). D'octobre à février, elle se dirige vers l'Est, entre 8 ou 9 heures du matin (20^ ou 21 ^) et

2 heures du soir, pour rétrograder un peu vers l'Ouest de 2 heures à 1 1 heures; de 1 1 heures du soir à

3 heures du matin (IS**), elle reprend sa marche