CHAP. I. — TEMPÉRATURE DES SOURCES

montrer seulement que la question n^est pas résolue, et qu'elle offi^ uu beau et vaste sujet de recherches.

Ou trouve dans plusieurs lieux du globe, et particulièrement près des volcans en activité , des sources thermales jaillissantes, et d'autres éruptions d'eau ou de gaz qui méritent aussi toute Tattention des météorologistes et des géologues. Il importe d'étudier leur températm*e et leur gisement. Nous citerons ici comme exemple la fameuse source du Geyser^ en Islande. Le Geyser a des éruptions à peu près périodiques; elles sortent d*un bassin qui a environ 23 mètres de profondeur et 60 de diamètre. On entend d'abord un bruit souterrain formidable , et bientôt Ton voit jaillir par Touverturc du bassin, et jusqu'à la hautem* de 100 mètres au-dessus du sol, d'énormes colonnes d'eau qui entraînent des corps pesants et même des cailloux d'un grand Tolume. La température de ces eaux est de, 82^. Quelquefois les éruptions sont peu nombreuses dans le cours d'une journée ; dautres fois l'on en compte plusieurs dans une minute.

S85. De la température des lacs et des rivières, et de lear eaagélatian, — Dans les lacs, les couches supérieures de l'eau éprouvent des variations de température considérables; on sait qu'en hiver elles peuvent se congeler, et qu'en été elles atteignent des températures de 20 à 25^. Mai^ ce qui arrive à la surfilée ne se reproduit pas dans les couches plus profondes ; il y a dans ces masses de fluides une distribution de la chaleur qui ne se fait ni par les mêmes causes ni suivant les mêmes lois que dans les solides, et il serait très-important de faire des expériences sur ce sujet. De Saussure est, je crois, le premier observateur qui ait abordé cette grande question : il a parcouru la plupart des lacs de la Suisse ; il a déterminé leur température à la surface et à diverses profondeurs ; et il a constaté ce fait remarquable, que, à de grandes profondeurs, la température des lacs est d'environ ô^ : on ne savait pas alors que l'eau a un maximum de densité ; mais le dernier fait explique aisément le premier.

Pendant la saison chaude de l'année, deux causes concourent à élever la température des couches supérieures de l'eau des lacs : l'air, qui agit par son contact, et la chaleur solaire, qui pénètre à une profondeur plus ou moins grande. Ces couches étouffées se mêlent de mille manières par l'agitation des vagues; mais elles se mêlent sans tomber au fond, parce qu'elles

sn unoE vm. — li'iiSBMJMtt.

sont nuos cesse Knïtenues par leur légirctf «pfidfefBe, cft

que la plus grande agitation des tiguei lia w tA qu^ une petite profondieur.

Ainsi, en été et jusque yera la fin de VwatoiamB » In ture doit être sans cesse décroissante «rec In en effist ce que montrent les expénenoes de de qui a été constaté depuis par M. Labê(^ K^mc un fier {Ànn. de Chim. st de Pfys,^ t. XIX, p. 77).

Tendant la saison froide, la coudbe supérieuig se lefteiir par deux causes, par le contact de Pair froid et jmr le n^fiM» ment, surtout par le rayonnement nocmrae. Oetle conea contracte en se refroidksant ; die acquiert une densilé fk grmnde, et tombe à une petite prbfbndeinr en se mânM ma es» dies plus chaudes qui étaient au-desMus d^dle^ dès fi*4i tombe, elle est remplacée par une antre qui m refroidie etqa tond>e à son tour; une autre fient, qui éprouro les mémesdt iSets; et c'est par ces courants continudlemeut asuodaiits ete» tinneHement dcM^endants que toutes les ooudieB «pénea«s • refroidissent. Mais, il ne firat pas le perdre de Tiie, toMe hé^ leur perdue Tient se perdre à k surface. Si Tenu vt^mvmà pas« maximum de densité, il est évident que, pendsant tMite la mh son du refroidissement , la température serait enoore déoni^ santé avec la profondeur, car, les coudies les plus cbaudes élirt en même temps les plus légères, il fsiudi*ait, pour obéir aux \nk de Tcquilibre, qu'elles fussent aussi les plus élevées. Ainsi, k surface ne pourrait atteindre la température zéro que quand toute la masse serait au moins à la température zéro, et par conséquent il y aurait une congéliltion simultanée dans toute répÉS* seur du lac, depuis la surface jusqu*à la plus grande profonde*. Mais à cause du maximum de densité , les phénomènes se pis* sent tout autrement : dès que les couches de la surface sont tfrivées à la température maximum , elles tombent ; d^autres k remplacent qui tombent à leur tour, jusqu^à ce que la masse, dans toute son épaisseur, soit arrivée à cette température limîtt* Imaginons , pom* un instant, que les froids de l'hiver se soiesi prolongés assez longtemps pom* établir cette distribution dechtlenr et de densité : le froid continuant, et UmjoxÊTS par la sm^ faccy la couche supérieure ne pourra plus tomber, car elle devient plus légère en même temps qu'elle devient phis froide; rabaissement de température pourra donc continuer pour dfc

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et se prolonger indéfiniment, car elle restera indéfiniment plus légère. Dans une masse parfaitement calme et sans agitation, cette première couche devrait donc se congeler la première , sans que les couches inférieures participassent à rabaissement de la température, si ce n*est par la conductibilité, qui est toujoiun très-faible dans les liquides. Mais comme en réalité il se produit toujours une agitation plus ou moins violente , et par conséquent plus ou moins profonde , ce ne sera pas seulement la première couche qui se refroidira au-dessous du maximum, c'est toute l'épaisseur des couches sans cesse mêlées par l'agitation des vagues. Pendant tout ce refroidissement , les couches inférieures resteront à la température constante du maximum jusqu'aux plus grandes profondeurs. Ainsi, à cette époque, la température sera croissante avec la profondeur jusqu'à la première <x>uche , qui est à 4^ ; et au-dessous de celle-ci , la température aéra constante. On ne possède pas beaucoup d'expériences faites pendant la rigueur de l'hiver, mais toutes tendent à confirmer

résultat.

Voilà pourquoi , dans les lacs profonds , la congélation commence essentiellement par la surface , et ne pénètre jamais que trè»-lentement à une profondeur un peu considérable.

Le même principe nous fait voir encore que , dans les eaux tranquilles et profondes , il faudra, pour déterminer la congélation, des froids très-rigoureux et très-longtemps prolongés : car il faut que toutes les couches qui ont été réchauffées dans la saison diaude aient pu venir à la surface perdre la chaleur qui les maintient au-dessus de la température maximum ; et si ces couches forment une épaisseur de 100 ou 200 mètres, il est évident qu'elles devront, dans les mêmes circonstances, mettre un temps bien plus long à venir tour à tour passer ^ la surface, pour y perdre leur excès de température , que si elles formaient seulement une épaisseur de 8 ou 10 mètres. Vers les bords, sur les bancs d'une grande largeur et dans tous les lieux où il n'y a qu^une petite profondeur, on verra donc des nappes de glace se former et prendre une grande épaisseur, tandis qu'au large , où la profondeur est grande, la siurface reste libre, et la température se soutient au-dessus de zéro.

Cependant il se présente ici une question à résoudre, sur laquelle nous n'avons, jusqu'à présent, que des données incertaines : c'est la question de savoir à quelle profondeur peuvent se

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LIVBE vm, — KÊTÊOROLOaiE.

faire sentir les chaleurs de l été. Si, par exemple, elles or ptii- \ent se iiûre sentir qu'à 100 mètres, un lac de 5 ou 600 mKrc* de profoudeur ne gèlera pas plus tard qu'un lac de tûû mètre»; car, dans le pi^mier, les couches qui sont au -dessous de 100 me* très reslunt à la U'inpérature constante du masEÎmum pendftM tDUt«î la durée de Tannée, il cit éridenl qu'elles sm^iU eommc « elles n'existaient pas, et qu'on peut les conceTolr sépan*C5 «fa reste de la masse sans troul>ler en rien les phénomèties qui pîtsseut dans les couches supérieure.

11 serait important aussi de faii-e des expériences sur It péi-atun* de Feau à sa surface j au moment de lu congélaâQs; car tout semhle Indiquer que cette tempémture peut s'uhaànr au-dessous de Aero , sans que la congélation s^opère , soil qn Tagitation continuelle des molécules s'y oppose, soit que #î très causes encore puissent y eoneotirîr.

Si, avant la congélation, la température d*mi lac » di\ un instant de 4" dans toute sa profoii Jcurj il est facUe de im qti'uprès le dégel, le même phénomène doit se reprodtiire a^ifli que les couches superficielles puissent se ré<:hauffer au-dessw* «h maximum. Ces deux états d'équilihre supposent toutefois que 1« causes du réchuunemeiit ou du refroidissement tie sont pas ti^ hrusques pour que les courants ascendants et d€*scendaïits piiisifirt s^étahlîr avec régularité. Si le eonti*aire anive , si ces cau«es aj^ sent brusquement ; si, par exemple, un froid soudain et proloajr se fait sentira F arrière-saison, dès le mois de d cambre , on cûocoît qu'il puisse y avoir co tige la t ion à la surface, lorsqu'à uar certaine profondeur il y aurait encore ime tempéra tiure supéricufc à celle du maximum.

Dans les rwieres^ la distribution de la chaleur s^aooompiit suivant d'autres loii^ , à cause du mouvement de tnuislatioa des molécules liquides. Il en résulte en efFet un mélange oontiooel de couches supérieures et inférieures qui tend à établir une teoipérature uniforme dans toute la masse. Cependant, comme ce mouvement est différent à la surface et au fond, au milieu «h lit et vers les bords, on doit s'attendre à une foule de phéiomènes accidentels déterminés par ces circonstances. Panni oe» phénomènes , ceux de la congélation sont les seuls qui aient èi observés avec quelque soin. On a constaté, par. des expéneoce décisives, que, dans certains cas, la congélation commenoe à b surface, et dans d'autrescas, au contraire, elle commenoe au fend.