LUMIÈRE POLAIRE

Nous avons traité en détail des trois modes principaux par lesquels se manifeste le magnétisme terrestre : intensité, inclinaison et déclinaison, et nous avons étudié' les variations, dépendantes de la situation géographique, que ces trois modes é[>rouveut suivant les saisons et les heures. Les perturbations extraordinaires, dont les effets se révélèrent pour la première Tois dans les changements de la déclinaison, annoncent en partie, en partie accompa-

gnentla lumière polaire magnétique, ainsi que Tavait pressenti Balley, que l'ont constaté Du Fay et fliorter. Taî décrit assez longuement, dans le Tableau général de la Nature, les phénomènes, si éclatants d'ordinaire, qui accompagnent la production de la lumière terrestre, et des observations plus récentes sont, venues en général confirmer les vues que j'exposais à cette époque. « L'aurore boréale ne doit pas être considérée comme la cause de la perturbation qui trouble l'équilibre du magnétisme terrestre, mais comme le résultat de l'activité du globe , exaltée jusqu'à la production de phénomènes lumineux, et qui se manifeste, d'un côté, par cette illumination polaire de la voûte céleste, de l'autre, par les oscillations désordonnées de l'aiguille aimantée. x> On voit, d'après cela, que la lumière polaire est une sorte de décharge sans détonation^ l'acte qui met fin à l'orage magnétique, de même que, dans les orages électriques, l'équilibre détruit se rétablit par un autre phénomène lumineux, l'éclair accompagné de tonnerre. D ne faut pas craindre, à propos d'une apparition aussi complexe et aussi mystérieuse, de répéter une hypothèse nettement formulée (30); les efforts mêmes que Ton fera pour la contredire ne peuvent que tourner au profit de l'observation, qui deviendra ainsi plus scrupuleuse et plus assidue.

En commençant la description purement objective de ces phénomènes, pour lesquels je mettrai surtout à profit la belle série d'observations, poursuivies sans interruption pendant huit mois (1 838-1 839), par des

physiciens distingués, à Textrémité septentrionale de la Scandinavie (31), nous considérerons d'abord le Yoile nébuleux , qui s'élève graduellement à Thorizon, et que Ton nomme le segment obscur de Taurore boréale (32). Ainsi que l'a remarqué Argelander, la couleur brune n'est point un effet de contraste ; quelquefois en effet, le brouillard est visible, avant d'être bordé par l'arc lumineux. Cela tient à quelque opération qui s'accomplit dans une partie de l'atmosphère, car rien ne fait croire jus* qu'ici à un mélange matériel, d'où résulterait l'obscurcissement. Le télescope reconnaît les plus petites étoiles dans le segment obscur, comme dans les parlies colorées et lumineuses de l'aurore parvenue à son entier développement. Sous les hautes latitudes, le segment obscur paraît être beaucoup plus rare que sous les latitudes moyennes. Au mois de février et de mars, à une époque où les aurores boréales étaient fréquentes, et par un ciel très-pur, il a complètement fait défaut. Keilhau a passé tout un hiver, à Talwig en Laponie, sans en voir im seul. Argelander a montré, en déterminant très-exactement des hauteurs d'étoiles, qu'aucune partie de la lumière polaire n'a d'influence à de telles hauteurs. En dehors des segments, se forment aussi, bien que cela soit plus rare, des rayons noirs ou stries , que Hansteen et moi avons vu monter dans plusieurs occasions (33). En même temps apparaissent des taches noires de forme arrondie et enfermées dans des espaces lu* mineux, dont s'est particulièrement occupé Siljes-

(rœm (34). La partie centrale de la couronne que Ton observe d'ailleurs si rarement, et dont, par un effet de perspective, le sommet se confond, en chaque lieu, avec le prolongement de l'aiguille d'inclinaison est le plus souvent aussi d'un noir foncé. Bravais estime que cet effet, ainsi que la couleur noire des rayons, sont des illusions d'optique produites par le contraste des couleurs. Souvent on voit monter parallèlement vers le zénith plusieurs arcs lumineux ; quelquefois , il y en a sept et même neuf ^ mais cela est rare, et quelquefois aussi ils manquent absolument. Les faisceaux de rayons et les colonnes lumineuses affectent les formes les plus variées. On y peut reconnaître des plis onduleux, des guirlandes dentelées des crochets, des langues de flamme ou des voiles de navire gonflées (35).

Sous les hautes latitudes, la couleur qui domine d'ordinaire dans les aurores boréales est la couleur blanche; blanche comme le lait, lorsque la lumière est peu intense, elle tourne au jaune, lorsque la lumière est plus éclatante. Alors le milieu de la large bande de rayons devient d'un jaune foncé, et sur les deux bords, on voit distinctement du rouge et du vert. Si les rayons se développent en rubans longs et ébt)its, le rouge est au-dessus et le vert au-dessous. Soit que le mouvement s'opère de gauche à droite ou de droite à gauche, le rouge est toujours du côlé vers lequel est dirigé le mouvement; le vert reste à l'arrière. Il est très-rarement arrivé que, dans les rayons verts ou rouges, on ait observé une seule

des couleurs complémentaires. On ne voit jamais de bleu; un rouge foncé, semblable au reflet d'un incendie, est même si rare dans le Nord, que Siljestrœm ne l'a observé qu'une seule fois (36). L'intensité lumineuse de l'aurore boréale n'atteint jamais, même dans le Finmark^ celle de la pleine Lune.

L'opinion que j'ai exprimée depuis si longtemps sur la connexité vraisemblable entre la lumière polaire et la formation des plus petits et des plus déliés d'entre les nuages^ c'est-à-dire des citrus, désignés par les habitants de la campagne sous le nom de nuages moutonnés^ dont les trainées parallèles, à égales distances les unes des autres, suivent le plus souvent la direction du méridien magnétique, a trouvé, dans ces derniers temps, beaucoup de défenseurs. Faut-il en conclure, comme l'affirment l'amiral Wrangel et l'explorateur des régions septentrionales , Thienemann , que ces nuages sont le substratum de la lumière polaire, ou ne sont- ils pas plutôt, ainsi que je l'ai supposé, d'accord avec le capitaine Franklin et le docteur Richardson , un phénomène météorologique, accompagnant l'orage magnétique et produit par lui; c'est ce qui n'a point encore été décidé (37). Outre la disposition régulière des bandes polaires, formées par ces légères trainées de cirrus, et leur direction en rapport avec la déclinaison magné* tique, j'ai beaucoup examiné, en 1803 sur le plateau du Mexique, en 1829 dans la partie septentrionale de l'Asie , le mouvement circulaire des points de convergence. Lorsque le phénomène se produit

d'une manière complète, les deux points apparents de convergence, au lieu de rester fixes, Tun au Nord-Est, Tautre au Sud-Ouest, dans la direction de la ligne qui relie les points culminants des arcs auroraux nocturnes, se meuvent graduellement vers l'Est et vers l'Ouest (38) . On a observé plusieurs fois et trèsexactement, dansleFinmark, un mouvement de translation, qui fait mouvoir de la même manière la ligne servant à unir, dans les véritables aurores boréales, les sommets des arcs lumineux, tandis que les pieds de ces arcs, c'est-à-dire leurs points d'appui sur l'horizon, quittent la direction de l'Est à l'Ouest, pour prendre celle du Nord au Sud (39) . D'après ces aperçus, la situation des nuages moutonnés, disposés en bandes polaires, répond aux colonnes lumineuses ou faisceaux de rayons qui partent des arcs, le plus souvent dirigés de l'Est à l'Ouest, et s'élevant vers le zénith, ne peuvent être confondus avec les arcs observés par Parry, qui restent visibles durant une journée claire, à la suite d'une nuit remplie par une aurore boréale. Le même phénomène s'est reproduit en Angleterre, le 3 septembre 1 827; on a vu dans le jour des colonnes brillantes s'élancer de l'arc lumineux (40). On a plusieurs fois affirmé qu'autour du pôle Nord magnétique règne une aurore boréale perpétuelle. Bravais, qui a passé en observation 200 nuits consécutives, durant lesquelles il a contemplé et décrit exactement 152 aurores boréales, déclare en effet que les nuits sans apparitions lumineuses sont exceptionnelles. U lui est arrivé cependant quelquefois, par un ciel

très-serein, et quand rien ne rétrécissait rhorizon, de ne découvrir aucune trace de lumière polaire, ou d'attendre du moins l'orage magnétique pendant une partie considérable de la nuit. C'està la fin de septembre que les aurores boréales sont, absolument parlant, le plus nombreuses, et comme le mois de mars parait avoir, sous ce rapport, une supériorité relative sur les mois de février et d'avril, on peut soupçonner que ce phénomène, comme d'autres phénomènes magnétiques, est en relation avec les équinoxes. Aux exemples d'aurores boréales visibles au Pérou, et d'aurores australes visibles en Ecosse, il convient de joindre un phénomène de lumière polaire colorée, observé pendant deux heures entières, le 14 janvier 1831, par le capitaine Lafont, à Candide, au sud de la Nouvelle- Hollande, sous le 45* parallèle (41).

A la suite des expériences de Bossekop, les physiciens français et Siljestrœm ont nié la production du bruit aussi formellement que Thienemann, Parry, Franklin, Richardson, Wrangel et Anjou (42). Bravais a donné, comme mesure de la hauteur du phénomène, au moins 100 000 mètres (51 307 toises), qui forment plus de 13 milles géographiques. Il est vrai que, d'autre part, un observateur fort distingué, M. Farquharson évalue à peine cette hauteur à 4 000 pieds. Les fondements de ces mesures sont fort incertains. Les effets de perspective et l'identité supposée de deux arcs lumineux, aperçus simultanément sur deux pointe éloignés de l'horizon, peuvent facilement induire en erreur. On ne peut mettre

en doute» au contraire, l'influence de la lumière polaire sur la déclinaison, sur Tinclinaison et sur l'intensité horizontale ou totale. Mais bien que cette influence se fasse sentir sur tous les éléments du magnétisme terrestre, elle agit inégalement sur chacun d'eux, et dans des phases différentes. Les recherches les plus complètes qui aient été faites à ce sujet, sont celles auxquelles se sont livrés en Laponie (1838- 1839), deux observateurs distingués, Siljestrœm et Bravais (43), ainsi que celles qui ont été recueillies à Toronto, dans le Canada (1840-1841), et discutées d'une manière si ingénieuse par Sabine (44). Les observations instituées d'accord et simultanément, dans le jardin de M. Mendelsohn-Bartholdy à Berlin, dans les mines de Freiberg, à Pétersbourg, àKasan et à Nicolaïeff, ont constaté que l'aurore boréale visible à Alford, dans le comté d'Aberdeen, par57M5' de latitude, le 19 et le 20 décembre 1829, avait, en ces divers lieux, agi sur la déclinaison, et que, dans d'autres contrées où l'on avait pu observer aussi les autres éléments du magnétisme terrestre, la déclinaison, l'inclinaison et l'intensité s'en étaient ressenties en même temps (45). Pendant la belle aurore boréale que le professeur Forbes observa, le 21 mars 1833, à Edimbourg, l'inclinaison fut extrêmement faible, et l'aiguille de déclinaison si agitée qu'on pouvait à peine faire les lectures angulaires. Un phénomène, qui parait mériter une attention particulière, c'est l'afTaiblissement de l'intensité totale , durant la période la plus active de l'aurore boréale. Les mesures que j'ai IV. 12

prises à Berlin avec Oltmanns, pendant une belle aurore boréale, qui fut visible le 20 décembre 1806 (46), et qui sont imprimées dans les Recherches d'Hansteen sur le magnétisme terrestre, ont été confirmées par Sabine et par la commission française envoyée dans le nord en 1838 (47).

En exposant avec tout le soin dont je suis capable Tétat actuel de nos connaissances positives touchant les phénomènes du magnétisme terrestre, j'ai dû me borner à décrire d'une manière purement objective des faits qui ne comportent pas encore d'explication théorique, fondée même uniquement sur l'induction et l'analogie. Paf la même raison, je me suis abstenu, dausce travail, d'hypothèses géognostiques, et je n'ai point cru devoir signaler les dépendances que l'on a cru reconnaître entre la direction des grandes chaînes de montagnes ou des masses rocheuses stratifiées et celle des lignes magnétiques, particulièrement des lignes isocliniques et isodynamiques. Je suis bien loin de nier l'influence de toutes les forces élémentaires de ia nature qui agissent dynamiquement et chimiquement, non plus que Tinfluence des courants magnétiques et électriques sur la formation des roches cristallines et sur le remplissage des filons (48); mais si l'on considère le déplacement de toutes les lignes magnétiques, et les variations de forme qui accompagnent ce mouvement, il est difficile que leur situation actuelle nous renseigne sur les directions relatives des chaînes de montagnes soulevées à des époques très-diflërentes, et sur les rides qu'a contractées

l'écorce terrestre en se solidifiant, par la perle de sa chaleur.

Les phénomènes géognostiques que Ton peut désigner sous le nom de magnétisme des montagnes, sont des phénomènes partiels et locaux d'une espèce différente, et qui ne sauraient rentrer dans le magnétisme terrestre en général (49). Je m'en suis fort occupé, en 1796, avant mon départ pour l'Amérique, lorsque f étudiais la serpentine magnétique de THaidberg, en Franconie. Il y eut à ce sujet en Allemagne un grand combat qui , à la vérité , ne chagrina personne et resta purement littéraire. Ces phénomènes fournissent matière à une série de problèmes fort abordables, mais fort imparfaitement résolus et très-négligés aujourd'hui. On peut essayer la puissance du magnétisme des montagnes dans quelques fragments détachés de hornblende et de chlorite schisteuses, de serpentine, de syénite, de dolérite, de basalte, de mélaphyre et de trachyte, d'après la déviation de l'aiguille, et, en ce qui concerne l'accroissement d'intensité, d'après le nombre des oscillations. Il est facile, en comparant le poids spécifique, en lavant la roche réduite en poudre, et en y appliquant un microscope, de décider si souvent la force de la polarité ne tient pas moins à la quantité des parcelles de fer magnétique ou d'oxyde de fer contenues dans la roche qu'à la disposition relative de ces parcelles. Une question beaucoup plus importante, au point de vue cosmologique, serait celle que j'ai proposée, il y a longtemps, au sujet de l'Haidberg : Existe-

t-il des montagnes dans lesquelles les versants opposés aient des pôles opposés (50) î II y aurait un grand intérêt à déterminer avec exactitude Torientation astronomique de Taxe magnétique d^une montagne, soit que que Ton dût trouver, après de longues périodes de temps, un changement dans la direction de Taxe, soit que Ton dut reconnaître l'indépendance au moins apparente de ce petit système de forces magnétiques, par rapport aux trois éléments variables du magnétisme terrestre.