Poussières minérales diverses

Si nous écartons de ces corps ceux qui ne jouent qu'un rôle insignifiant, ou dont l'intervention dans les phénomènes de la nutrition n'a pas été jusqu'ici reconnue, il nous reste à étudier les propriétés

pression convenables, tons les gaz réputés permanents, oxygène, azote, air, hydrogène, oxyde de carbone, ont été liquéfiés et solidifiés par MM. Gailletet et R. Pictet. L*hydrogéne, comme Pavait depuis longtemps admis M. J. Dumas, d'après ses propriétés générales, est un métal d'un aspect analogue au zinc. Les progrès récents de la pbysique et de la chimie tendent à rendre probable Tunité de la matière cosmique. Les composés si variés dont Tensemble constitue le monde ne sont peut-être que des modalités d'un substratum unique, Thydrogène. Pressentie depuis un demi-siècle par Tillustre secrétaire perpétuel de TAcadémie des sciences, lliypothèse de Tunité de la matière rencontre chaque jour de nouveanx partisans. La matière serait une, comme la force est une: tontes deux indestructibles, ne subiraient qne des transformations dont la variété constituerait les corps réputés simples jusqu'ici. L'importance capitale de cette manière d'envisager le monde appelle de nouvelles observations avant d'être considérée comme acquise à la science, mais j'ai cru devoir la signaler.

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et la manière d'être dans l'air des substances suivantes, et leur rôle dans la végétation :

4* Acide carbonique ; 2** oxygène et ozone ; vapeur d'eau ; ¥ azote , ammoniaque et nitrate ; 5° corpuscules organisés, organismes inférieurs.

56. — Composition de l'air. — Je supposerai comme de mes lecteurs, l'histoire de la découverte de la composition de Tair atmosphérique dont Lavoisier fixa la constitution générale en 1774, et que les beaux travaux de MM. Dumas et Boussingault, V. Regnault, Brunner, etc., ont établie d'une façon définitive dans le second quart du siècle actuel. Je me bornerai a résumer ici, en quelques mots, l'état de nos connaissances sur ce point.

a. Oxygène et azote. — L'air est formé essentiellement par ces deux gaz en mélange, sur tous les points de la surface du globe, à toutes les altitudes, à quelques très-légères variations près, dans les proportions sjuivantes :

En volume, 79,4 d'azote et 20,9 d'oxygène ; en poids, 77 parties d azote et 23 parties d'oxygène, ces gaz étant supposés secs, à 0^ et à la pression de 0'",760. L'air confiné dans la neige ou dissous dans l'eau présente une composition différente, 32 parties en poids d'oxygène et 68 paitieë d'azote (Péligot et Boussingault). L'invariabilité de composition de l'air atmosphérique a constamment été reconnue depuis les ti*avaux de Gay-Lussac et de Humboldt (4804) jusqu'à nos jours.

b. Acide carbonique. — Les variations dans la teneur de l'atmosphère en acide carbonique, à l'époque actuelle, ne semblent pas non plus s'exercer dans des Umites considérables. Tous les nombres donnés jusqu'ici par les savants qui sç sont occupés de la question oscillent entre les extrêmes suivants : En volume : pour 40,000 volumes d'air, 2 vol. 749 à 4 vol. 68 ; en poids : pour 40,000 parties d'air, 4 p. 132 à 6 p. 740. L'altitude, la direction des vents, les conditions locales expUquent ces écarts.

Th. de Saussure avait conclu d'une vaste série d'analyses d'air, faites à Genève, que l'air de cette ville renfermait des quantités d'acide carbonique ^'ariant de 3 vol. 76 à 5 vol. 75 (par 40,000 vol. d'air), suivant la direction des vents et les heures du jour.

Thenard, Brunner et d'autres ont confirmé les nombres de Th. de Saussure.

Les frères Schlagintweit ont trouvé à Linz, dans les Alpes (à 800 mètres d'altitude), 4 vol. 2; à Johannishùtte (2,000 mètres), 4 vol. 8; à Rackern, sommet neigeux au-dessus de la zone de végétation (2,590 mètres), 5 vol. 8.

Thorpe a trouvé dans Tair de la mer d'Islande, 3 vol. 08 et dans l'air de l'Océan Atlantique (moyenne du 31 mai), 2 vol. 95. Le même observateur a constaté dans l'air de Para (Brésil), 3 vol. 28 d'acide carbonique pour 10,000 vol. d'air.

L'analyse de l'air du grand Saint-Bernard, faite (2,800 mètres) par M. Ch. Sainte-Glaire Deville et par moi en juillet 1860, nous a donné 3 vol. 9 à4 vol. 7.

Depuis les recherches de Saussure, de Thenard, de MM. Boussingault et Dumas, on admet que 10,000 mètres cubes d'air renferment, en moyenne, 4 mètres d'acide carbonique. Selon toute probabilité, la richesse de l'air en acide carbonique n'est pas constante; les différences constatées par les chimistes qui se sont occupés de la question s'expliquent très-bien par les variations entre les quantités d'acide carbonique produit par les phénomènes naturels : combustion, respiration, etc., et celles du même gaz détruit par la végétation. Dans les grands centres de population, la proportion d'acide carbonique est sensiblement plus élevée qu'en rase campagne.

De 1868 à 1871, M. F. Schulze a fait des observations journalières sur la proportion de l'acide contenu dans l'air de Rostock ; voici les résultats moyens pour chacune de ces années : -

ACIDB CABBONIQUB

dans 10,000 volnmet d'&ir.

£n poids. En volame.

Et pour la moyenne des quatre années. . . . 4,4436 2,9197

Le chiffre maximum a été (en volume) de 3™,1191. M. Henneberg a été conduit à reprendre, en 1872, la détermination du taux de la-

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cîde carbonique de l'air, à Toccasion de ses recherches sur la respiration des animaux.

Il a trouvé dans les expériences faites, de mai à juillet 1872, à la station de Weende, que 10,000 volumes d'air supposé à 0* et à la pression de 0"",760 contiennent 3,2 volumes d'acide carbonique. Ce chiffre, un peu supérieur au chiffre moyen résultant des analyses de Schulze, est cependant inférieur de près de 25 p. 100 au chiffre généralement admis jusqu'ici. Il se peut que des causes locales aient concouru à élever le chiffre trouvé par les chimistes précédemment cités ; il se peut aussi que les volumes d'air sur lesquels Saussure, Thenard et BoussingauU ont opéré (volumes sensiblement plus faibles que ceux de l'air analysé par Henneberg, et surtout par Schulze), aient été iusufQiants pour permettre de donner un chiffre correspondant à la composition moyenne de l'atmosphère. Il semble, en tous cas, qu'il y ait lieu de considérer la teneur de quatre dix-millièmes comme un maximum et non comme une moyenne.

c. Ozone et eau oxygénée. — Cavendish a découvert la combinaison directe de l'azote de l'air ^vec l'oxygène sous l'influence de Tétincelle électrique ; il a montré qu'en faisant passer l'étincelle dans un mélange humide de ces deux gaz, ou d'oxygène et d'ammoniaque, il se produit de Facide nitrique. Schœnbein, auquel on doit la découverte de l'oxygène actif ou ozone, a donné l'explication de ce fait, en démontrant que Toxygène qui acquiert sous l'influence des décharges électriques la propriété de se combiner, à la température ordinaire, avec l'azote, est de l'oxygène modiûé ou ozone. Ce corps possède à un bien plus haut degré les propriétés oxydantes de l'oxygène ; il s'unit à une foule de substances que l'oxygène ordinaire n'attaque pas. Il semble se produire de l'ozone dans un grand nombre de phénomènes chimiques, mais nos connaissances à ce sujet et les moyens de constater et de mesurer la quantité d'ozone que renferme l'air atmosphérique sont encore trop incomplets pour que nous nous y arrêtions. M. Houzeau admet, d'après ses expériences, que la couche d'air qui s'étend à 2 mètres environ au-dessus du sol, renferme ttôtôô de son poids, soit fp'ooo de son volume d'ozone.

Quant à l'eau oxygénée (peroxyde d'hydrogène), découverte par Thenard et signalée comme un des éléments de l'air par Schœnbein,

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sa présence semble tenir également, comme celle de l'ozone et de l'acide nitreiix, aux actions électriques qui ont leur siège dans Tatmosphère. Schœnbein a trouvé de Teau oxygénée dans toutes les pluies d'orage où il Ta recherchée. Nos connaissances sur ces états si curieux de l'oxygène et de l'eau sont trop peu avancées, en ce qui concerne leur rôle dans les pl^nomènes de la végétation, pour que nous nous y arrêtions davantage. Pour ce qui concerne leurs propriétés physiques et chiriiiques, nous renverrons nos lecteurs aux traités et mémoires spéciaux.

d. Ammoniaque, nitrates, vapeur d'eau. Corpuscules organisés. — L'importance de Tammoni^que, des nitrates et de la vapeur d'eau contenus dans l'air est si cohddérable, que nous devrons consacrer à l'étude de la formation, des proportions et du rôle de ces composés, des chapitres spéciaux. Il en est de même des corpuscules organisés, dont le rôle capital dans les fermentations et dans les modifications que subissent les matières organiques incorporées dans le sol, mérite un examen particulier.

57. — Variation de l'atmosph^ère dans le temps. — Il est une dernière question dont je veux dire quelques mots, avant d'aborder l'étude détaillée du rôle de l'atmosphère dans la végétation. Lies expériences des chimistes les plus exercés ont mis en évidence l'invariabiUté de composition de l'air, en quelque point du globe qu'on l'analyse. Le brassage constant de l'atmosphère par les vents, dus aux variations incessantes de la température des couches aériennes, explique suffisamment ce fait. En a-t-il toujours été de même ? aux époques géologiques antérieures à la nôtre, l'air était-il formé des mêmes principes en même proportion? Malgré le grand intérêt scientifique que présentent ces questions, il ne leur a pas été donné jusqu'ici de solution positive et il ne semble pas possible qu'on arrive à y répondre d'une manière certaine. Nous avons vu (p. 47 et suiv.) lopinion de Brongniart sur la richesse relative de l'air en acide carbonique avant la formation des houillères, et c'est à des appréciations de ce genre que se bornent à peu près nos connaissances sur les états antérieurs de l'atmosphère. On a calculé, en se basant sur des évaluations arbitraires, mais qui ne semblent pas trop éloignées de la réalité, que si les végétaux cessaient tout à coup de restituer

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l'oxygène provenant de la fixation de Facide carbonique par leurs parties vertes, il faudrait aux animaux 800,000 ans pour absorber tout l'oxygène de l'air, et, de plus, en supposant que depuis 6,000 ans il n'y ait pas eu de restitution d'oxygène par les plantes, le volume primitif de ce gaz ne serait diminué que de ttô- Or, nos méthodes analytiques sont loin de comporter ce degré d'approximation, et la nature des changements de composition survenus dans l'air depuis quelques milliers de siècles ne semble pas susceptible d'une mesure même approchée. M. Dumas fait à ce sujet la remarque suivante* : En supposant la terre peuplée de mille millions d'hommes et en portant la population animale à une quantité équivalente à trois mille millions d'hommes, on trouverait que ces quantités réunies ne consomment, en un siècle, qu'un poids d'oxygène égal à 15 ou 16 kilomètres cubes de cuivre, tandis que l'air en renferme 134,000. Il faudrait dix mille années pour que tous ces hommes pussent produire sur l'air un effet sensible à l'eudiomètre de Vol ta, même en supposant la vie végétale anéantie pendant tout ce temps.

Ce qu'il nous importe de savoir, c'est que le milieu fluide dans lequel nous vivons, principalement composé d'azote (ammoniaque et nitrates), d'oxygène, de vapeur d'eau, présente une composition identique dans tous les points du globe; que, partout, il offre aux plantes et aux animaux les éléments indispensables à la formation et à la réparation de leurs tissus. Après cette vue d'ensemble sur l'océan aérien, nous allons examiner avec les détails que comporte l'importance du sujet, le rôle de chacun de ses éléments dans la nutrition de la plante.

BIBLIOGRAPHIE

1841. — Dmnas et Boussingault, Recherches sur la véritable composition de l'air atmosphérique. Mémoires de chimie, de J. Dumas. In-8o.

1844. — J. Damas, Essai de statique chimique des êtres organisés. Paris. In-S».

1860. — Lavoisier, Œuvres complètes. 1 volume.

1868. — Knop, Kreislauf des Lebens. Lehrhuch der Agricultur-Chemie. Leipzig. In-S».

1879. — Honnan Lockyer, Studien zur Spectralanalyse. In- 12. Brockhaus, Leipzig.