LA TERRE

PREMIÈRES NOTIONS SUR LA FORME DR LA TERRE. — SON ISOLEMENT DANS l'espace. — PREUVES DE LA SPHÉRICITÉ DE LA TERRE; COURBURE DES CONTINENTS ET DES MERS. — EFFETS DU DÉPLACEMENT d'UN OBSERVA- TEUR LE LONG d'un MÉRIDIEN. — ISOLEMENT DB LA TERRE DANS'L'ES>

pace; voyages de circumnavigation. — - CE QUE c'est que tomber-

SIGNIFICATION LOCALE DBS MOTS HAUT ET BAS; LES ANTIPODES. — HORIZON RATIONNEL; HORIZON SENSIBLE OU APPARENT. — DÉPRESSION DE l'horizon SELON L'ALTITUDB.

Le Soleil et la Lune nous apparaissent à la vue simple comme des corps de forme parfaitement ronde ; en réalité ce sont des sphères dont la surface offre sans doute des aspérités, mais ces aspérités ont des dimensions relatives trop faibles pour altérer d'une manière sensible la forme géométrique des corps auxquels elles appartiennent.

Tous les autres corps célestes du monde solaire, planètes et satellites, observés dans les lunettes, se présentent également comme des disques à peu près circulaires ; d'où l'on conclut que la forme réelle de ces astres est aussi celle de boules sphériques ou du moins sphéroïdales ^ Il en est pro-

1 . On appelle sphéroïde un corps dont la forme géométrique diffère très-peu de la forme d'une sphère.

bablement de même des planètes télescopiques qni laplu" part ont-des dimensions trop faibles ponr que les instruments

Pîg g. Isolement de la Terre dans Tespace.

puissent, à la distance où elles sont de la Terre, accuser leur yéritable forme.

Telle est aussi la forme de la planète que nous habitons. S'il nous était possible d'observer la Terre d'un point du ciel

3a CHAPITRE I. LA TERRE.

suffisamment éloigné, nons la verrions sous l'apparence d'un globe presque sphérique, entièrement isolé dans l'espaee. C'est là un fait que les plus anciens philosophes * avaient soupçonné, et qui se manifeste à nous par des preuves aussi nombreuses qu'aisées à vérifier. Passons-les successivement en revue.

L'horizon d'un lieu se présente à i'œil de l'observateur sous la forme d*un cercle, toutes les fois que les accidents du sol ne sont pas assez considérables pour en masquer la régularité. Dans les plaines, cette forme circulaire est déjà trèssensible ; mais en pleine mer, elle apparaît avec évidence. De plus, il est facile de prouver que le cercle qui limite ainsi la portion visible de la surface du sol ne marque pas la distance où s'arrête la vision distincte : car, si l'on s'élève à des hauteurs verticales de plus en plus grandes, le rayon du cercle horizontal s'agrandit et des objets d'abord invisibles apparaissent à des distances croissantes (fig. 9). Aussi les marins placent-ils en vigie, au haut des mâts, des matelots dont la fonction est de surveiller l'horizon et d'anaoncer l'apparition des navires ou la terre ferme, invisibles pour ceux qui sont sur le pont du bâtiment. Sur le sommet des hautes montagnes, l'horizon esttrès-étendu : du mont Blanc, la vue peut s'étendre à une distaLce de plus de 200 kilomètres ; à la vérité, au delà de la moitié de cette distance, les objets n'apparaissent plus qu'effacés et confus.

La courbure de la surface des mers se manifeste surtout de la façon suivante. L'observateur qui, posté sur un point de la côte, voit un navire s'éloigner du port et gagner le large, constate que ce sont les parties inférieures , la coque, puis les bas mâts qui commencent par disparaître ; il peut distinguer encore les voiles supérieures, quand tout le reste du bâtiment a disparu sous l'horizon. Un phénomène tout semblable a lieu pour les marins qui montent le navire : la plage s'évanouit la première à leurs yeux, puis ce sont les

1. 600 ans av. J. G., Ànaximandre soutenait que la Terre était ronde, et peu de temps après, les Pythagoriciens parvinrent à démontrer l'exactitude de cette affirmation.

régions basses des côtes, enfin en dernier lieu les sommets des collines ou des montagnes qui les bordent. La figure 10

Fig- 9. Courbure des continents. — Horizons d*un même lieu, à diverses altitudes.

montre avec évidence la relation qui existe entre ces phénomènes et la courbure de TOcéan.

C'est encore pour la même raison que les habitants des vallées aperçoivent les sommets des montagnes illuminés par

Fig. 10. Courbure des mers.— Explication des divers aspects d'un mvire qui s'approche des côtes.

les rayons du Soleil, avant que cet astre ne se lève pour eux, ou après qu'il est couché. En plaine, ce sont les nuages qu'on peut voir éclairés de la sorte, quand le sol est lui-même plongé dans Tombre, L^fl faits d'observation que nous venons de signaler se con.

sa CHAPITRE I.* LA TERRE.

statent en tous les points de la surface de la Terre. Celle-ci est donc sphérique, puisque la sphère est le seul corps dont une portion quelconque se voit toujours sous la forme d'un cercle.

•Cherchons maintenant quel doit être Teffet de la courbure de la Terre sur l'aspect du ciel étoile, abstraction faite des astres qui ont un mouvement propre.

Le mouvement diurne, avons-nous dit, s'exécute autour d une ligne fixe qui est Taxe du monde, et dont Tinclinaison sur rhorizon d'un lieu donné est invariable.

Il résulte de cette invariabilité que ce sont toujours les mêmes étoiles qui s'élèvent au-dessus de Thorizon dans Tintervalle d'une rotation de la Terre, quelle que soit l'époque de l'année. Seulement, parmi celles qui se lèvent et se couchent, les unes sont au-dessus de l'horizon pendant la nuit, et alors elles sont visibles, tandis que les autres se lèvent et se couchent pendant la journée, et l'éclat du jour ne permet pas de les apercevoir. Les étoiles circompolaires, au contraire, no s*abaissant jamais au-dessous de l'horizon, restent en vue pendant toutes les nuits de l'année.

Enfin, d'autres étoiles décrivant leu|;s circonférences diurnes au-dessous de l'horizon, ne sont jamais visibles dans le lieu considéré.

On voit donc que la sphère céleste peut se diviser en trois zones : la zone des étoiles circompolaires ou des étoiles perpétuellement visibles ; celle des étoiles qui se lèvent et se couchent et dont la visibilité pendant la nuit dépend de l'époque de l'année où l'on se trouve ; enfin la zone des étoiles qui ne s'élèvent jamais au-dessus de l'horizon. Ces trois zones sont séparées les unes des autres par deux cercles tangents à l'horizon : l'un, au nord, se nomme le cercle de perpétuelle apparition; l'autre, au midi, est le cercle de perpétuelle occultation (fig. 11).

Gela posé, voyons ce qui doit arriver lorsque l'observateur change d'horizon en se déplaçant dans la direction de la méridienne, soit du nord au midi, soit du midi au nord.

Si la Terre était plate, rien évidemment ne serait changé dans l'aspect du ciel. Le déplacement de l'observateur étant

comme nul relativement à l'immense distance où sont les astres, même les plus rapprochés de la Terre, les mêmes étoiles seraient en vue, les mêmes étoiles resteraient cachées au-dessous du plan de l'horizon.

Il nen peut plus être de même, si la Terre est sphérique.

Fig. 11. Zones coiestes do Thorizoa d'ua li»a.

Dans ce cas, en passant d'un horizon à l'autre, en s'avançant vers le sud par exemple, le voyageur plongera sous le plan du premier horizon, et sa vue découvrira du côté du midi des étoÛes de la zone primitivement invisible. Du côté du nord, un certain nombre des étoiles qui se trouvaient dans la zone circompolaire se lèveront et se coucheront maintenant pour lui. La partie visible du ciel aura en définitive augmenté d'étendue.

L'inverse arriverait évidemment, s'il voyageait vers le nord; la zone des étoiles circompolaires augmenterait; mais, du côté du sud, un certain nombre d'étoiles qui se levaient et

86 couehaient au-dessus du premier horizon, seraient désormais plongées en-dessous et disparaîtraient totalement à sa vue : la partie du ciel visible aurait diminué.

Or, telle est précisément la variation d'aspect que présente la sphère étoilée à l'observateur qui se déplace à la surface de la Terre dans le sens d'un méridien quelconque. C'est donc encore une preuve nouvelle de la forme arrondie de notre planète. . f < f.

Du reste, il suffit pour constater le phénomène que nous venons de décrire, d'observer la hauteur apparente du pôle céleste ou de l'étoile polaire au-dessus de l'horizon.

En France et dans tous les pays dont la latitude géographique est celle de Paris, l'étoile polaire est à peu près à égale distance du zénith et de ThorizoD, un peu plus rapprochée du

Fig. l'i. Mouvement diurne de la sphère céleste aux pôles.

zénith cependant. L'axe du monde y forme avec la méridienne un angle d'environ 49 degrés (48* 51').

Plus on avance vers le nord, plus cet angle augmente, plus le pôle s'élève, et si l'on pouvait pénétrer assez avant dans les glaces polaires, ou arriverait en un lieu où le pôle est le zénith même. Là, le mouvement diurne des étoiles s'effectue suivant des arcs parallèles à l'horizon, et aucune d'elles ne se lève ni ne se couche jamais. Toute une moitié de la sphère céleste y reste constamment invisible (fig. 12).

FORME Bfi LA TëHHË. 35

Plus au contraire on avance vers le sud, plus le pôle s'abaisse, et Ton finit par arriver en une région où les pôles sont précisément couchés à l'horizon. Là, les arcs diurnes décrits par les étoiles sont des demi-cercles perpendiculaires à rhorizon, et la sphère étoilée tout entière se lève et se couche dans l'intervalle d'un jour (fig. 13). Cette région forme réquateur de la Terre.

Fig. 13. MouYement diurne de la sphère céleste à Téquatear.

En continuant d'avancer vers le sud , c'est le pôle austral du ciel qui s'élève au-dessus de Thorizon, tandis que le pôle boréal plonge de plus en plus au-dessous. On finirait, si les explorations étaient possibles , par arriver en un lieu de la Terre où le pôle sud du ciel serait au zénith.. Mais c'est l'autre moitié de la voûte étoilée qui effectuerait sa rotation diurne suivant des cercles tous parallèles à l'horizon.

Les deux points extrêmes dont nous venons de parler sont, le premier le pôle nord, le second le pôle sud de notre globe.

Nous avons vu plus haut que la Terre, comme toutes les planètes, se meut en une année autour du Soleil. Ce mouvement de translation exige évidemment qu'elle soit isolée dans l'espace, entourée de toutes parts par le ciel lui-mème.G'est là une vérité qui ressort avec une pleine évidence de la périodicité du mouvement diurne. Les astres qui successivement se couchent au-dessous de l'horizon d'un lieu terrestre quelconque, et qu'on voit réapparaître quelque

â6 CHAPITRE I. LA TERRE.

temps après, à l'orient, ne peuvent effectuer un tel mouvement apparent qu'autant que la voûte céleste est librement ouverte au-dessous comme au-dessus de Thorizon.

D'ailleurs l'isolement de la Terre , ainsi que sa forme arrondie^ sont des faits directement démontrés par les voyages de circumnavigation. Le premier de ces voyages a été effectué par un célèbre navigateur portugais, Ferdinand Magellan. Le 20 septembre 1519, il s'embarqua sur l'Océan, d'un des ports de Portugal, et se dirigeant vers l'occident, il parvint au continent américain récemment découvert. L'absence d'un passage qui lui permit de continuer sa route vers l'occident, le détermina à côtoyer l'Amérique dans la direction du sud, à doubler son extrémité méridionale par le détroit qui porte son nom, et à poursuivre sa navigation vers Touest. Il traversa la Mer du Sud, aborda aux îles Philippines où il périt; et son navire finit par entrer en Europe comme s'il venait de l'orient, après avoir achevé le tour entier du globe terrestre. Depuis, des voyages semblables se sont effectués fréquemment, tant par terre que par mer, et la rondeur de la Terre ainsi que son complet isolement dans l'espace, sont devenus des vérités familières fournissant de nouvelles preuves de la ressemblance du globe que nous habitons avec les autres planètes.

Nous venons de dire que la rondeur de la Terre et sonisolement dans l'espace sont des faits qui ne rencontrent plus guère aujourd'hui de contradicteurs. Mais parmi ceux qui acceptent ces vérités comme irrécusablement démontrées par la science, il en est beaucoup néanmoins qui ne se font pas une idée bien juste de leur possibilité. Ils se demandent comment il se fait que la Terre puisse ainsi rester suspendue sans soutien, et comment les habitants et les objets isolés qui recouvrent sa surface peuvent se maintenir en équilibre sur les côtés eX en dessous du globe. Ces objections que les personnes étrangères aux sciences mathématiques et physiques ont de la peine à écarter tout à fait de leur esprit^ viennent de la fausse idée qu'on se fait de la chute des corps.

Qu'est-ce que tomber? A la surface de la Terre, ce phénomène a une signification très-nette. Un corps pesant, plus

lourd que le yolume d'air qu'il déplace, abandonné à lui* même, se précipite de haut en bas dans la direction de la verticale du lieu. On connaît les lois de ce mouvement, et l'on sait que la chute des corps est due à une action constante de la masse de la Terre. Cette action a lieu comme si toute cette masse, réunie au centre de la sphère terrestre, attirait les corps situés à sa surface ou en dehors.

On sait aussi que si les corps plus légers que les couches inférieures de l'atmosphère, telles que la fumée, un ballon rempli de certains gaz, s'élèvent verticalement au lieu de tomber, ce phénomène est lié intimement aux conditions d'équilibre des fluides sous l'action de la pesanteur, de sorte

Fig. 14* Les verticales concoarent à l'inteiieur de la l'eue. AuUpoaea.

qu^ est aussi une conséquence nécessaire de l'attraction de la Terre.

Or l'attraction de la Terre s'exerce du centre sur tous les points de la périphérie, et la direction de cette force est toujours celle de la verticale de chaque point.

Lft Terre étant sphérique, la verticale, quand on passe d'un horizon à un autre, s'infléchit insensiblement sans que nous

ayons conscience de son changement de direction* Ce changement n'en est pas moins réel, mais le haut et le bas étant denx notions tontes relatives, et qui, sur chaque horizon» sont nécessairement rapportées par nous à la verticale même, nous nous considérons toujours comme placés au sommet de la sphère. Et comme tous les corps pesants se trouvent pressés, en vertu de Tattraction terrestre ou de la pesanteur, contre la surface du globe en chacun de ses points , il enj résulte qu'il n'y a, pour une sphère comme la Terre , n haut, ni bas, ni côtés.

Chaque point de notre globe a son antipode^ ^ c'est-àdire un point diamétralement opposé, dont rhorizon est parallèle au sien, mais doot les verticales sont précisément dirigées en sens contraires. Après ce que nous venons de dire, on ne s'étonnera plus que les habitants de nos antipodes semblent avoir, relativement à nous, les pieds en haut, la tête en bas. Le centre commun d'attraction G (fig. 14) agit sur les uns et les autres de la même manière, et retient les coros à la surface par leur poids même.

C'est la même pressionjqui, tout autour du globe terrestre, retient les eaux de FOcéan et l'atmosphère, de sorte que la mer, les continents et l'air forment avec les couches internes de la Terre, une seule masse arrondie dans tous les sens et entourée do toutes parts par le ciel.

Puisque la notion de haut et de bas. ou de chute des corps est liée à la forme de la Terre et à l'action de sa masse, il n'y a pas lieu non plus de se demander pourquoi elle ne tombe pas dans l'espace^ 7ou.t^^.t semblable, autour de la Terre, dans toutes les directions du ciel : il n'y a donc aucune raison pour qu'elle se précipite dans une direction plutôt que dans une autre*.

Maintenant que nous avons acquis sur la forme réelle