CHAPITRE DOUZIÈME

DES PHÉNOMÈNES MAGNÉTIQUES

On «ait jusqu'à présent bien peu de choses sur ces singuliers phénomènes. On suppose qu’il existe un fluide particulier invisible, impondérable, analogue au fluide électrique, auquel on donne le nom île fluide magnétique, et qui serait répandu en différentes proportions sur les diverses parties de la terre.

On n’est pas certain que ce fluide existe dans l'atmosphère, peut-être est-il répandu bien au delà, ou peut-être aussi se trouvet-il dans l'intérieur de la terre ; en sorte qu’il n’y a aucune raison pour s’en occuper plutôt ici qu’aillcurs, puisque les phénomènes dont nous allons parler, se passent peut-être au delà des limites de notre globe.

Cependant comme l 'aurore polaire qui sc lie d’une manière si certaine à ce genre de phénomène a peut-être lieu dans notre atmosphère, ou du moins y répand ses gerbes lumineuses, nous rapporterons ici les principaux faits observés dans l’étude du magnétisme , et nous aurons recours, pour cet article, aux Élément » de météorologie de l’ouillet, où l'on trouvera réunies avec la précision et la clarté que tout le monde connaît à ce savant, des notions que les bornes de notre ouvrage ne nous permettent pas d’y insérer.

II existe pour le magnétisme comme pour l'électricité, deux fluides qui s'attirent, quand ils sont de noms opposés, qui sc repoussent quand ils sont de même nom. Leurs propriétés sc manifestent dans les corps qui les possèdent, par le pouvoir qu'ils communiquent à ces corps , d’attirer le fer, pouvoir qui agit à distance à travers tous les corps ; en sorte que l’on peut considérer le fluide magnétique comme répandu partout, entre les molécules

des corps, comme le fluide électrique. Il dif-, fère cependant beaucoup de ce dernier, en ce qu’il ne peut se transmettre. Un aimant quelconque est toujours doué de deux pôles, dont l’an contient un fluide, et l’autre celui qui lui est opposé. Entre ces deux pôles, existe une ligne de démarcation qui ne possède aucune puissance. Lorsqu’on suspend, par son centre de gravité, une aiguille aimantée et que son support, au lieu d'ctre inflexible, lui permet de sc mouvoir dans des sens différents, cette aiguille prend une direction ; une de ses extrémités sc dirige sensiblement vers un des pôles de la terre, et, par conséquent, l’autre est dirigée vers le pôle opposé. On peut donc considérer la terre comme un très-gros aimant partagé en deux régions séparées par une ligne moyenne. Dans l’hémisphère nord domine le fluide boréal, et dans l’hcmisphère sud le fluide austral ; et comme les fluides de noms opposés s’attirent, tandis que ceux de même nom se repoussent, le pôle austral de l’aiguille sc dirigera vers le nord de la terre, et le pôle boréal se dirigera vers le sud.

On donne le nom de méridien magnétique au plan idéal qui passe par le centre de la terre et par la direction d’une aiguille aimantée horizontale. Il diffère par conséquent du plan astronomique, et peut faire avec ce plan un angle plus ou moins ouvert. La mesure de cet angle est la déclinaison de l'aiguille aimantée ; celle-ci est quelquefois nulle dans certains lieux de la terre, que l’on nomme lignes sans déclinaison ; mais généralement elle existe. On la mesure à partir dn méridien astronomique. Ainsi à Paris, la déclinaison est occidentale, parce que le pôle j austral de l'aiguille passe à l’ouest de la mé-

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ridicnnc; elle serait orientale , s'il passait à l'est. Il n'y a guère (l’un pôle à l'autre que deux lignes où la déclinaison soit nulle ; sur toutes les autres, elle existe plus ou moins marquée. Les lignes de déclinaison nulle changent continuellement de place, comme on peut s’en convaincre par lo tableau suivant.

Tableau dee déclinaisons observées à Paris.

Année 1880

Il*

est.

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30 ouest,

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id.

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1816,12oct.,3 h. dus.

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1817,10fév., 1 h. dus.

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1818, 18oct.,2h. dus.

id.

1819, 22 av., 2 h. dus.

id.

1822, 9 oct. , midi..

id.

1823, 21 nov

id.

1824,13juin,1b.dus.

id.

1823, 18 août, midi.

id.

On voit, par co tableau, que la déclinaison a varié de plus de 30° en moins de trois siècles, et qu'elle a été nulle en 1663. Depuis cette époque , elle éprouve des oscillations qui tendent à faire croire qu’elle va revenir vers l'orient.

A des distances très-petites, on observe des différences notables dans la déclinaison ; ainsi, avant d’être nulle à Paris, elle l'était à Londres, et ne le fut qu 'ensuite à Vienne, en Autriche. En 1830, elle était de 22 environ à Paris, et de 24 à Londres, sans qu’on sache à quoi attribuer ces différences.

L'aiguille de déclinaison est presque tou-

jours en mouvement. Outre les déclinaisons annuelles données par la moyenue des observations , on observe aussi des variations diurnes dont quelques-unes sont simplement accidentelles, mais dont la plupart sont périodiques , et varient selon les heures de la journée. Ainsi , en faisant abstraction des causes perturbatrices, on a remarqué à Paris que l'aiguille était à peu près stationnaire pendant la nuit , tandis qu'au lever du soleil elle se met en mouvement, et son extrémité nord marche à l’ouest , i l’opposé de cet astre ; i midi, ou plus souvent eptre midi et trois heures, il atteint son muimsrn de déviation occidentale ; ensuite, par un mouvement contraire , il revient à l’orient jusqu'à neuf, dix ou onze heures du soir , où il reste stationnaire jusqu'au lendemain malin. L’angle que parcourt l’aiguille depuis sa station du matin jusqu'à son plus grand éloignement occidental , se nomme l'amplitude de la variation diurne. Cet angle varie tous les jours. Cependant Cassini, qui a recueilli un grand nombre d'observations sur les mouvements de l'aiguille aimantée, a remarqué qu’en général il est plus grand pendant l’été, depuis l’cquinoxc du printemps jusqu'à l'équinoxe d’automne, et plus petit pendant l’hiver ; c’est-à-dire pendant l’espace qui sépare les deux équinoxes. Sa valeur moyenne pour les mois d'avril, mai, juin, juillet, août et septembre, parait être de 13' à 13', et seulement de 8' à 10' pour les mois d’octobre , novembre , décembre, janvier, février et mars. Son maximum est de 23', et son minimum de 3'.

Les mêmes mouvements se manifestent sous le sol, à une grande profondeur ; c’est du moins ce qu’a conclu Cassini des observations faites à environ 23 mètres de profondeur, dans les caves de l’Observatoire de Paris.

Dans les contrées septentrionales , les variations diurnes sont plus grandes et moins régulières ; l'aiguille n’y reste pas immobile la nuit comme à Paris, et c'est le soir seulement qu’elle atteint son maximum de déviation occidentale.

Si , au lieu de se diriger vers le pôle , on avance vers l'équateur , l'amplitude diminue, et l’on rencontre une ligne qui entoure le globe sans coïncider avec l’équateur qu'elle

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coupe en deux points , où l’amplitude est nulle, sauf quelques légères oscillations, tantôt d'un côté, tantôt d'un autre, selon la position du soleil au nord ou au sud de l'équateur. Il semble que cet astre repousse l’aiguille du côté opposé au sien. Cette ligne a reçu le nom d 'équateur magnétique. De chacun de scs côtés , les oscillations diurnes ont lieu dans un ordre inverse. Au midi, l'extrémité nord de l'aiguille marche vers l'est ; aux mômes heures ou dans l'hémisphère boréal, elle marche à l’ouest.

La déclinaison n'est pas le seul mouvement que présente l'aiguille aimantée ; elle en possède un autre que l'on nomme inclinaison.

C'est l’angle que fait arec l'horizon une aiguille qui peut se mouvoir librement autour de son centre de gravité, dans le plan vertical du méridien magnétique.

Cet angle est d'environ 67° à Paris ; mais il n’a pas toujours été le même, comme on peut s’en convaincre par le tableau suivant :

Tableau de l’inclinaison pour Paris.

Année 1671 75°

Quoiqu'on ne puisse pas accorder une entière confiance aux premières observations ,

il n'en résulte pas moins que cet angle diminue constamment à Paris ; mais sa diminution annuelle n’est pas constante, elle varie d'une année à l'autre, et l'on ignore si cette diminution appartient à une grande période d'oscillation , ou si elle doit être progressive.

On n’a pu, jusqu’à présent, faire d'observations sur les variations diurnes de l’aiguille d’inclinaison, leur amplitude est trop petite ; cependant on doit supposer qu'elles ont lieu. La latitude influe singulièrement sur l'inclinaison. Lorqu'on avance vers le pôle boréal, on voit successivement l’inclinaison augmenter, et quand on arrive au voisinage du pôle, elle est sur le point d’atteindre 90”. Car pour la mesure de l’inclinaison, on est convenu de prendre le plus petit des angles que forme avec l'horizon la moitié inférieure de l’aiguille. Par conséquent, cet angle est toujours plus petit que 90°.

A Paris, c'est toujours le pôle austral qui plonge sous l'horizon, et c'est ce même pôle dont l'inclinaison augmente à mesure qu'on approche du pôle boréal terrestre, absolument comme si la terre était un vaste aimant muni de scs deux pôles.

D’après les observations qui ont été faites très-près du pôle, il est certain que le pôle terrestre et le pôle magnétique de l’hémisphère boréal ne coïncident pas, et sont même éloignés de plus de quatre cent milles ou cent quarante lieues. Ensuite on est certain qu’il existe deux pôles, et par conséquent deux axes magnétiques.

A mesure qu’on s'éloigne du pôle boréal pour gagner l'équateur, l’inclinaison diminue comme la latitude. Il existe même un point plus ou moins distant de l'équateur terrestre, où elle devient nulle; mais si l'on porte ses instruments au delà pour avancer vers le pôle austral, on voit successivement le pôle boréal de l'aiguille s’incliner et former près des pôles un angle de près de 90°. On n’a pas encore pu, dans l'hémisphère sud, trouver les points précis des pôles magnétiques ; mais on sait qu'il en existe aussi deux , et qu'ils diffèrent également du pôle terrestre.

I’uisqu’en traversant le globe d'un pôle à l’autre par un meme méridien, on trouve un point où l'inclinaison est nulle, il suffira de

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réunir par une ligne tous ces points de nulle inclinaison sur les méridiens différents, pour avoir l 'équateur magnétique , qui ne coïncide pas non plus avec l'équateur terrestre. II forme une ligne irrégulière qui fait le tour de la terre sans sortir de la zone équatoriale; car sans s'écarter de l’un ou de l'autre côté de plus de seize degrés, il ne coupe l’équateur terrestre qu’en deux points qui sont presque diamétralement opposés, l’un se trouvant près de Plie St.-Thomé, non loi» du méridien de Paris, et l'autre à peu près entre les Iles Carolines et les Iles Sandwich, à environ 180° de longitude. Ces points, si importants pour la théorie du magnétisme terrestre, se nomment les nœuds de l'équateur magnétique ; leur position précise est pour le premier 3° atT de longitude orientale, et pour le second 188° 30' de longitude occidentale. Entre les nœuds, à l’occident du méridien de Paris, l’équateur magnétique est dans l’hémisphère austral ; il y prend des latitudes rapidement croissantes en traversant l’Océan Atlantique, s’approche de Plie Sainte-Hélène, repasse au delà de Plie de l’Ascension qu’il laisse au nord, et vient pénétrer dans le continent d’Amérique sur la côte du Brésil, à 1 8° de latitude, près de St.-Georgc-des-Ilhcos ; A mesure qu’il avance daus les terres, il prend encore des latitudes australes un peu croissantes jusqu'à Cuaybas, latitude 16°, qui parait cire la limite de son excursion vers le sud ; ensuite il se rapproche de l’équateur terrestre, et vient sortir du continent sur la côte du Pérou, près de Truxillo, à 8° seulement de latitude australe ; à partir de là , sa marche paraît beaucoup plus régulière dans le grand Océan équinoxial ; il se rapproche graduellement de l’équateur terrestre jusqu’au second nœud. Là, il passe dans l’hémisphère boréal, où sa marche n’est connue, par des observations récentes, que dans une trèspetite portion de son cours, depuis le nœud jusqu'à Bornéo, par Duperrey, et de Bornéo à la pointe de Ceylan, par Blosseville. On ne sait rien sur la véritable direction qu'il prend dans l’intérieur de l'Afrique; mais quelques observations plus anciennes semblent indiquer qu’il s'étend assez régulièrement depuis le détroit de Bab-el-Mnndeb, à l’entrée de la mer Bouge, jusqu'à l’Ile de St.-Thomé, où le capitaine Sabine fixe son premier nœud.

Duperrey a publié une fort belle carte et une belle série de bonnes observations sur la détermination de l'équateur magnétique.

On peut les consulter à la lin des Éléments de physique et de météorologie de Pouillet.

Depuis cette époque, il a lu à l'Académie des sciences un mémoire dans lequel il a présenté des considérations fort importantes sur le magnétisme.

L’équateur magnétique est pour lui la ligne des plus petites intensités magnétiques de tous les méridiens duglobe. C'était donc une erreur d’en faire une ligne d’égale intensité.

L’intensité y varie de l’unité à 0,867 ; en sorte que la différence extrême est d’un dixième et tiers, c’est-à-dire d’un intervalle et tiers des lignes tracées sur sa carte. Il arrive alors que les ligues isodynaroiques voisines de l'équateur magnétique, viennent s'y terminer obliquement sans passer outre.

La détermination de l’équateur magnétique moyen a aussi occupé Duperrey: il a transformé pour cela en deux fuseaux sphériques les deux fuseaux compris entre l'équateur magnétique vrai et l’équateur terrestre ; il est arrivé ainsi à reconnaître que les latitudes des sommets du méridien magnétique moyen sont de onze degrés trente-cinq minutes vers le nord , et de dix degrés quarante-trois minutes vers le sud de l'équateur terrestre.

Si les résultats obtenus permettent de déterminer à priori les positions moyennes de toutes les lignes isodynamiques, il est convenable d'attendre encore plus de précision dans le tracé des lignes, cl par conséquent de l'équateur maguélique.

Quant aux pôles magnétiques, Duperrey a dû se contenter d'indiquer dans les régions polaires deux espaces bornés par des lignes isodynamiques de très-forte intensité, qui doivent nécessairement contenir les pôles en question. L’espace austral est un triangle dont les angles arrondis sont dirigés vers l’Afrique, l’Amérique et la Nouvelle-llollandc ; et l’espace boréal est très-allongé ; ses extrémités sont l'une sur le nord de l’Asie, et l’autre sur la côte septentrionale de l’Amérique.

Du reste, la détermination du pôle magnétique boréal a eu lieu récemment par le commandant Ross. Dans une excursion entreprise

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à la fin du mois do mai 1831, il s'assura qu'il avait atteint ce point important, et qu'il se trouvait placé par les 70“ 5’ 7" latitude nord-est, les 96° 46' 48" longitude ouest du méridien de Greenwick (1).

Le pile magnétique île chaque hémisphère serait l’intersection commune de tous les méridiens ; or, pour établir les véritables méridiens, Dupcrrey part d’une nouvelle relation entre les intensités et les déclinaisons magnétiques.

La ligne de déclinaison en un point quelconque de la surface du globe, est normale à la ligne isodynamique passant parce point; car les actions magnétiques sont symétriques des deux côtés de cette dernière ligne. Mais pour chacun des points situés sur l'équateur magnétique, deux courbes isodynamiques y aboutissent , l'une de l'hémisphère boréal , l'autre de l'hémisphère austral ; de manière que la direction de l’aiguille de déclinaison doit prendre en ce point unedireelion moyenne entre les deux normales menées aux deux lignes isodynamiques aboutissantes. Or, il se pourra, et il arrive que cette direction normale n'est pas normale à l'équateur magnétique , et Duperrey a trouvé jusqu'à deux degrés de différence.

Les courbes isodynamiques loin de l’équateur ne peuvent jamais se rencontrer, quelque rapprochées qu’on les suppose. Si donc , par deux points très-voisins, on mène les courbes isodynamiques et une normale entre elles, cette normale sera la direction de l'aiguille horizontale, et la partie de cette normale comprise entre les deux courbes, sera l’un des éléments de la ligne qui couperait à angles droits toutes les courbes isodynamiques, ligne qui serait un véritable méridien magnétique.

(1) « On pourrait croire, dit ce navigateur, que te pôle magnétique ressemble à la montagne fubqleuse de Sinbad, que c'est au moins une montagne de feu ou d'aimant aussi haute que le mont Blanc; il n'en est rien : la nature n'a élevé aucun monument à celte place qu'elle a choisie comme le croire d'un de scs plus grands et de ses plus mystérieux pouvoirs. Nous n'eûmes qu'un regret, ce fut de n’avoir pas les moyens de réparer l'oubli de la nature, et d'élever sur celle côte basse et désolée, une pyramide de pierre assez solide pour résister aux ravages du temps et des Esquimaux. »

Les lignes isodynamiques, coupant à angles droits les directions de l'aiguille de déclinaison, ces deux séries de phénomènes sont désormais liées, tandis que, d’autre part, une seule observation d’intensité et une série de déclinaisons autour du globe donnent le tracé de toute une ligne isodynamique.

Duperrey a évalué la surface de chaque hémisphère magnétique, et il a trouvé que la surface de l'hémisphère nord est à la surface de l'hémisphère sud dans le rapport de 1,000 à 1,0154; puis, déterminant l'intensité moyenne des deux hémisphères terrestres, il a trouvé la partie nord moins magnétique que la partie sud dans le rapport de 1 à 1 ,01 52 , c'est-à-dire que les surfaces des deux hémisphères magnétiques sont proportionnelles aux intensités totales des deux hémisphères terrestres , d'où l’on peut déjà conclure une inégalité analogue de température. La courbe moyenne des intensités magnétiques de l'équateur aux pôles donne, entre les magnétismes équatorial et austral, une différence de 0,8017 ; tandis que la différence des températures moyennes de l’équateur et des pôles de la terre est de quarantecinq degrés centigrades. Or, des variations de température seront proportionnelles aux plus petites différences dans le magnétisme, et Duperrey arrive ainsi au résultat que l’ hémisphère sud est plus froid que l’hémisphère nord d'un peu moins d’un degré.

Les inégalités de température des parallèles terrestres sont produites par l'irrégularité de la surface aqueuse ou continentale; mais ce qui trouble la distribution de la chaleur, exerce aussi ses effets sur le magnétisme. Or, toutes les variations atmosphériques en produiront dans la température et le magnétisme, de manière que les lignes isodynamiques , aussi bien que les courbes isothermes, varieront à chaque instant de forme et de position , en oscillant autour d’une position et d’une forme moyennes.

Un changement môme très-léger dans la configuration des lignes isodynamiques en pourra amener de très-grands dans la déclinaison. Ces changements seront très-considérables près des continents, et très-faibles à une grande distance des côtes, au milieu des océans. Ceci est encor» confirmé par l'observation ;

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