CHAPITRE V

Du magnétisme terrestre.

308. Les phénomènes du magnétisme terrestre, considérés dans leur ensemble , sont rentrés dans la météorologie lorsqu'il est arrivé, par les découvertes modernes , que la météorologie est devenue elle-même la physique du globe , c'est-à-dire la science qui a pour objet de déterminer les lois des forces naturelles qui exercent leur action d'une manière générale sur les divers points du globe de la terre. Parmi ces forces, celle du magnétisme se distingue de toutes les autres par des caractères remarquables : la pesanteur , l'électricité et la chaleur semblent agir de concert pour produire les plus grands bouleversements qui puissent ébranler notre planète ; la lumière , au contraire , tout en développant les phénomènes les plus admirables et les plus variés , n'exerce jamais la moindre agitation dans la matière , et le magnétisme , destiné en quelque sorte à un rôle intermédiaire , ne semble pouvoir se manifester à nous que par les mouvements toujours lents, réglés et périodiques, qu'il imprime aux aiguilles de nos boussoles.

Renfermés dans un cercle assez restreint , les phénomènes magnétiques se présentent cependant sous des apparences si prodigieusement variées, avec des caractères si difficiles à saisir, à définir et à généraliser, qu'à eux seuls ils suffiraient encore pour exercer sans doute , pendant bien des siècles , l'infatigable zèle des physiciens.

Nous ne pouvons pas entreprendre d'exposer ici tout ce qui est connu sur le magnétisme terrestre, de discuter tous les faits, toutes les hypothèses, tous les procédés d'observation ; mais nous essayerons du moins de résumer en peu de mots les résultats généraux les mieux établis , et d'indiquer les questions qui , dans l'état actuel de la science , semblent attendre les solutions les plus prochaines.

Ce chapitre se divise en six paragraphes : 1* déclinaison; 2** variations diurnes; 3* inclinaison^ iquateur magnétique et

HH> LIVUE YllL — MËTÉOEOLOGIE.

poies magnétiques ; 4* intensité; 5** amMtléraiimts ihêi formules générales; 6** aurort^s boréales^

Nous n'avons à revenir, ni sur les premières notions h cts phënomèae*, ni sur k descriptioii des appareils qui serveutife observer : nous avons donne à ce sujet des détails jiufixsantiilift le premier volume (liv, ILl, cbap. ii),

S 1. Déclinaison.

509. Dans tous les lieux de k teiTe, la dëclîoâbon variations que l'on pfiurrait appeler séculaires, parre qti*€ll0 s'accomplissent progressivement dans le même sens pendant lu très-grand nombre d'année. Le tableau des déclinakoos <ie Paris (t. I) nous montre en effet que depuis 1 580 jtiinjiici IBlî, c'est-à-dii'e pendant environ deux sit-eles et A^mL, à dérlinâison a marobe vers T ouest de trente et quelque dfjfn; non pas, il est vi-ai, avec une vitesse uniforme et reguliî*m,iBi d'uji mouvement brusque, saecadë, incertain et qticlqidvt même rétrograde- Depuis 1814, la déclinatsoû n'a rproim*^ de faibles variations pendant 12 ou 15 ans; elle avait attnwtt non pas une valeur désormais sUible ou peu chaiogcante, naît* une sorte de limite maKimum^ d'oii elle est pariie pour eiê enter vers T orient dc^s mouvements analogues 4 ceus tfidk* avait exécutés vers Toccidcnt. Ce qui sVst maitifestei Rn pendant prés de trois siècles, s'est aussi manifesté airo y^ ou moins de force ou d'ampliuide dans tous les lîeax eti il i éie permis aux physiciens eE aux navigateurs de txisBS0^ la direction de Taiguille depuis les époques assez t*^» . jusqu'à uu» ivinp» aiiMit^ne»* ^ai» Icà séries sccukuTCB ^«M* ▼ations locales sont trop peu étendues et trop peu BonfaioM pour qu'il soit permis dès à présent d'examiner si le OMiuiiii* progressif de la déclinaison s'est opéré tout autoor du ^ok de la terre, suivant des lois soumûes à q[iiek{iie re^ilôité. Elles servent senlem^iit à constater le fiait en lui-aèni, comme fait général, qui s'est accompli dans la grande imifcnt* lité des points de la terre, mais dans des périodes tle teaifis différentes, et avec des conditions de vitesse et d'am^itadepaMl» lement diiFér^ites.

On peut donc maintenant se représenter tout auloitf dat|;Mie depuis le pôle boréal jusqu'au pôle austral^ siv les meta et for les continents,! les directions actuelles de toutes les aigiûHes et

CBAP. V. — DËOLUIAISONS. 81 i

déclinaison, et regarder comme un fait acquis à la science, que, dans un siècle, toutes ces directions seront changées, les unes Ters. rorient, les autres vers l'occident, et le problème qui se présente alors aux physiciens, c'est d'observer ces changements individuels sur un très-grand nombre de points, convenablement répartis dans toutes les régions, sous tous les climats; de constater à des époques assez rapprochées leur amplitude ; le sens dans lequel ils s'accomplissent, et leurs périodes directes ou réti'ogrades, en signalant en môme temps les causes perturbatrices ou locales qui peuvent exercer quelque influence. Ces données, qui exigent tant de zèle, tant d'exactitude et un travail si persévérant, sont des éléments nécessaires qui doivent s'ajouter à d'autres non moins indispensables, dont nous parlerons plus loin ; ce n'est qu'après avoir recueilli toutes ces observations qu'il sera possible d'établir sur leurs véritables bases les lois générales du magnétisme terrestre. Pour faciliter ces recherches et surtout les comparaisons que Ton est sans cesse obligé de faire entre les déclinaisons des différents lieux, nous avons réuni dans le tableau qui termine ce chapitre, pour l'hémisphère occidental à partir du méridien de Paris, et pour l'hémisphère oriental, toutes les déclinaisons de 5 en 5 degrés de latitude et de longitude. Cç tableau correspçnd à l'année 1825 ; il a été composé presque exclusivement au moyen des belles cartes que M. le capitaine Duperrey a publiées en 1836. Tous les physiciens savent maintenant avec quelle sagacité ce savant et habile marin a discuté toutes les observations qui avaient été faites à cette époques. Les opérations graphiques auxquelles il a fallu recourir pour relever les courbes de M. Duperrey et les intercalations qui sont devenues nécessaires pour ramener les déclinaisons à des degrés justes de latitude et de longitude, ne permettent pas de regarder notre tableau comme parfaitement exact, surtout pour les latitudes élevées. Cependant, malgré les incertitudes qu'il peut ofifrir sur plusieurs points, il m'a semblé qu'il pourrait être d'un grand secours pour l'étude du magnétisme. On y remarque des irrégularités qui pourront parsutre choquantes; on verra, par exemple, sur un même méridien ou sur un même parallèle, des déclinaisons qui ne paraissent aucunement soumises à la loi de continuité; mais elles ne doivent pas cependant être prises pour des erreurs; la plupart ont été vérifiées sur la carte ellemême et sur les documents originaux , quand il a été possible.

8iî LlVftE Vm, — MÉÎÊOHOLOGÏE,

La région qui présente les singularités les plus frappantes

celte qui se trouve comprime entre le 40** et Je 70* degr*! de

lu fie boréale^ et entre le 110* ei le 140* degrp de l

orientale. Ce grand espace qui occupe les deux versaisti

monts Doourie et StanoToy, qui eoniprend au suti le hstam

Hetive Amour et au nord le hassin du fleuve Lena, fontu^fo

quelque sorte une île isolt^ ori les dtkrli nuisons m* portent im

roccident, tandis que tout autour elles paraissent îM^ porter im

rorieni. Cette région, il est vrai, est encore peu euplonre ; m

elle doit fixer particulière meut rattention des voyageurs et desphf-

sîciens;il faut savou'àquoi s'en tenir sur un fait aussi sinpiLcr.

Quelques physiciens semblent al tari jer une gnitirJr ampomiux

à tiacer sur le globe les lignes sans drchmdson jKitir nue ^V*^

donnée, et à suivre les mouvements et les in flexions cpift^i

prennent à diverses époques \ mais il est difficile cjtte ces 1^^

eonsiderees isolément, puissent eonduire à cjue-bjut* rmihaijN

néral : leur déplacement est, sans aucun doute, lié clause hb-

nlère intime à tous les autres changements de déclinaison qui IJ^

ûomplissent autour du globe, et eVst par l'ensemble seul de IMi

ces cliaiigenicnts qu'd sera permis un jour de rec'f ïtinsfav lî kl

cliangemems de déclinaison sont réellement périodique»^ li h

durée de la période varie d'un lieu à Tautre ^ et s*il eîii pos^

de rapporter à une cause unique et génënile les aïKïpUtudfsdEi

changements de déclinaison des différents lieux pour uu iotff*

valle de temps donné, ou s'il faut les attribuer à des forces dift*

rentes, exerçant des actions locales plus ou moins étendue ^

plus ou moins profondes- Si, par exemple, les dédiMOi^

étaient troublées &m* uu hémisphère sans Tétre en mèjneMp

sur Tautrc , il faudrait bien en conclure que la forée &f^

trîee, au lieu d'être unique et d'avoir son centre d'action pmfc

centre de la terre , se trouve, au contraire , être une force mè*

tîple dont les centres d'action sont pour chaque lieu assez, iwïi*

de la surflice pour nafTecler sensiblement que les aiguiltef»

sont les plus rapprochées d* elle ^ Clette question est fondanieiîûlfi

et, jusqu'à présent, elle ne me semble point rést>hie par IViisnBW^

des faits connus. H est peut-être même permis de dire f*-

contrairement aux opinions reeues , beaucoup de faits seniblffl"

indiquer que, pour chaque région, le centre d^ action du maj*"

tisme terrestre est à une distance asscx considérable du centif*

la terre.

CHAP. Y. — YARUTIONS DIURNES. 813

S 2. F'arîations diurnes.

310. Nous ayons indiqué (t. I) le caractère général des Tariations diurnes, du moins pour Thémisphère boréal ; nous de- Tons ajouter ici que Tinfluence des saisons sur Theure précise et sur rétendue de ces variations n'est pas également bien constatée pour tous les points de cet hémisphère. Il faut encore de longues séries d'observations pour démêler en chaque lieu toutes les forces qui concourent à ce phénomène. Cependant, une question importante paraît être résolue par les travaux de divers expérimentateurs, et surtout par ceux des officiers de la f^énus; c'est la question de savoir si les variations diurnes sont les mêmes sur les côtes orientales et sur les côtes occidentales d'un même continent. On comprend qu'il y a là une donnée essentielle pour l'explication du phénomène ; car il y a une telle liaison entre le mouvement du soleil et les mouvements diurnes de l'aiguille, qu'il eût été assez naturel de rapporter ces derniers à quelques changements de température dans les couches superficielles du sol ; et, comme les eaux et les continents se trouvent à cet égard dans des conditions tout à fait différentes, les aiguilles placées sur les côtes orientales et occidentales ne poiuraient guère, sans doute, présenter les mêmes variations. Or, les officiers de la Vénus ont observé à Pétropauloskoi^ sur la côte occidentale du Kamtschatka , quant aux heures et aux amplitudes, les mêmes mouvements diurnes qu'on am*ait observés sur la côte orientale. L'inégale distribution de la chaleur, à droite et à gauche du méridien magnétique, ne paraît donc pas exercer une inQuence sensible sur les variations diurnes de l'aiguille aimantée.

Les mêmes officiers ont aussi constaté dans l'hémisphère austral, au Callao, sur les côtes du Pérou, un feît important, déjà signalé par M. Gay, et mis par lui tout à fait hors de doute sur plusieurs points de la côte du Chili, et particulièrement à Valdivia, par une année entière d'observations. Dans ces parages, l'aiguille a, pendant le jour, trois temps d'arrêt, ou une double oscillation: le matin, elle marche à Test; dans le milieu de la . journée, elle rétrograde vers l'ouest, puis, dans la soirée, en partant de trois ou quatre heures de l'après-midi , elle reprend son mouvement vers l'est {Comptes rendus^ t. II, p. 330, et t. II, p. 329). Aucun phénomène pareil n'a été observé, jusqu'à présent, dans l'hémisphère boréal.

ecoMM

914 UVAE VIU. — HËTÉOROLÛGIE.

Avant ipHî et* litU fïit bien établi , on avait pense que le§ ti» nations diurnes australes étaient analogues^ aux irariatioiii boi^ales pour les heures et les aniplitudt^.p mîili crDDtmirfô^ | neuB du mouvement; et Toa était mïm conduit à cette i tjucniu?! qu'il devait exister quelque paît dans ïa 7>otie riftlc, soit près de IVquateur terrestre ^ soit pris die V\ m^umétîqucj une ligne ^iis variations diurnes, ctir il e»f mfOh sible dé passer d'ini mouvement à uu mouvement cotiiraîri* mb un point de n^pns. ALûn tenant^ sans perdre de vue celle ixmàèquence^ il faut chercher cette ligue de repos ^ si elle existe, ses déplacements annuels ou sécukii^es , si elle en oflre ; mais rs mêllie temps il faut examiner rétendue et les limite» géi>^* pliique« de ee mouvement diurne à double osciUatiaft , en cooâ» ter toutes les circonstances par rapport aux suison» et atiî tm^ ditûms gcoloo;ique& et hydrograpliiques, et cbereher enfin il «r serait pas lui^iuéuie un mode particulier du passage île llinsphère boréal à rhéniîsphere austral, sur une ceïtaiiie ^^mm 4* il faudrait détemiincr la position pax- rapport à réqita^êitr Iffrgixre ou à Téquateur maguétiipje.

On voit que les variations diiu^nes ne présentent pâis à i» rechercher un sujet moins vaste que les décUnaisoiis ello-nii^iev et que ce sujet se compliques du drconsUuMXî» aouveUes m^ extraordinaires .

Quant à la cause qui produit ces mouvements, on ne sâtifM. jusqu'à présent, si elle est une force secondaire ou perturbcm mise en jeu accidentellement sous rinfluence de lit chéUiir^ é la lumière ou du rayonnement solaire, ou si elle e&t hÉ» magnétique elle-même, éprouvant intégralement, dan& sa i»^ tion cl son intensitéj des modifications |ournalières qui dupi* péiiodiquement ses effets sur lliémisphcre éclairé de la t««: car les aiguilles peuvent bien éprouver des perturbations jimiiil la^uuit; mais en général elles n'éprouvent pas des vaiiaii«M» aussi sensibles, aussi réguhcres que pendant le jour. Nous dcvûm remarquer toutefois que cette distinc^on ne s applique pas ^pJ^r* meut à toutes les théories du magnéUame teirestre, puisque lUitt la théorie «les coiu'ants, soit prolbnils, soit superfioels, la cuiv perturbatrice se confoudmit aisément avec ta cause gt'nérAlç.

Les variations diurnes sont particulièrement affectées p^r Ln aurores boréales, comme nous le verrons (S 6) j mais il ne panÀl pas que les tremblcmcats de ten^, qui agissent quelquefois ^^'

CHAF. Y. ^ INCLINAISON. 815

la dédiuabon eUe-méme y puissent déranger la régularité du mouvement diurne autrement que par une simple action mécanique. Ce fait a été encore confirmé récemment dans le vo]rag6 de la Vénusy puisque la marche diurne de Taiguille n'a pas été altérée à Acapulco, sur la cote occidentale du Mexique, par les tremblements de terre fréquents qui se faisaient sentir a une assez petite distance sur toute la cote orientale.

§ 3. Inclinaison.

311. L'inclinaison semble avoir, pour chaque point de la terre, un mouvement progressif comme la déclinaison; mais, d'après le tableau que nous avons donné pour Paris (t. 1), on voit que rien encore ne semble indiquer que ce mouvement ap« proche du terme où il doive se ralentir sensiblement, soit pour rester stationnaire , soit pour devenir rétrograde. Il n'y a guère qu'un demi-siècle que Ton sait observer l'inclinaison avec une exactitude suffisante, et dans cet intervalle elle a été contiimellement décroissante à Paris; ce relèvement du pôle austral de l'aiguille, d'abord très-irrégulier, a pris peu à peu une marche plus constante, et depuis 1835 il est sensiblement de 3' par an.

Ce que nous avons dit de la décUnaison s'applique à rincli*liaison. Ce n'est pas en considérant ce qui arrive à Paris ni même en Europe que l'on peut arriver à quelque déduction in>portante pour la science. Les phénomènes du magnétisme^ comme ceux de la distribution de la chaleur, du mouvement de l'atmosphère et de Téquilibre des eaux, appartiennent essentiellement au globe entier de la terre. Sur ces sujets, les observations locales faites avec la plus scrupuleuse assiduité pendant de longues suites d'années, ne peuvent être considérées, en dernier résultat, que comme des points lumineux imperceptibles, qui doivent être accumulés et pressés en nombre infini pour donner ime lumière sensible. U faut donc multiplier de toutes parts des séries d'observations séculaires avant de hasarder sur les lois de ces phénomènes des conclusions qui seraient prématurées; mais conune il n'y a guère d'espoir que tous les pays , même en ne comptant que les plus civilisés, puissent concourir avec le même zèle ou le même succès à des recherches de cette nature , il est bon de suppléer, par des mesures expéditives, aux données qui manqueront infailUblcmcnt sur un grand nombre de points. C'est

BU LIVHË YÏIU — HÉTÉÔRÛL&atE.

par ces coïisidérations que la science attache une impciitiiii particuJière à cotmaître la marche tles phénomènes dans tdle^i teUes régions j qui sont en quelque hotte ses Heux de prédllfcticiii Pour le magnétisme j et surin ut pour ce qui regarde rincfîsugwi et Tintensîté y les réglions importantes sont celles de IV^waiJ Magnétique et des pofes magne. fi/ftiei?. On conçoit en eflft qui si Téquateur magnétique était parfaitement connu dans Inll ses sinuosités, qu'il le fût aussi dans tous les déplacc^ments a \^ 'déformations qu'il éprouve d'une époque à une autre; que] situation des deux pôles magnéiiqiu^s et la loi de leurs mooi^ ments ft\t de même une donnée acquise h la science, il snffini sans doute de connaître les variations de rinclinaîsonj delaé clînaison et de Tintensité sur un nonihre de points bienpll restreint^ pour découvrir enfin la loi suivant laquelle «'aopoan sent tous les changements magnétiques que nous obserftÉ^| La direction de Téquateur magnétique a été détenniiilNI plus de la moitié de son cours par un assez gi'and nombre drM périences. Cette portion la plus étudiée comprend FocëiD AtU tique, les côtes orientale et occidentale de rAmérique et le Océan équînoxial, jusqu'au 150' degré de longitude; pril grand archipel d*Asie, depuis Bornéo jusqu'au 17&' Af^ longitude orientale ; mais Tintérieur de T Amérique ^ toute f que et T océan Indien ne présentent encore qu'un petit d^observations isolées. On voit sur la figure 13 (Pl, 49) la traor^ la moitié la mieux connue de Téquateur magnétique, sauf b p» tie de T océan Atlantique qui n'a pu être indiquée par ce gc*? ^ représentation. Cette carte est due aussi à M. Duperrey;A* particulièrement destinée à faire voir la position géograplip*** pôles, et le tracé des courbes qu'on obtiendrait en promcniBi, à partir derécpiuteur terrestre, des boussoles de déclinaison ««! eliaque pôle , mmïs la condition qu'en chaque lieu le niêli<fa magnétique h^it te point osculateur de la courbe décrite; cmp la direction de Taiguille de déclinaison ft\t la tangente de orti courbe, Ia^s lignes irré gui i ères qui ont été ainsi obtenues ^ M, Dnperrey, de dix en dix degrés de longitude, ont TaTii de donner à la première vue une idée générale de la décliiMi ou de la to*ace des méridiens magîuniques d'un pnle k Fi Les antres lignes ^ qui vont de Test à Touest et qui sont perp(< diculaires aux premiers, sont celles qu'on obtiendrait a*^ boussole d'incUnaison, en la promenant, sons la double com

CHAP. V. — INCUNAISON. 817

tion qu'en chaque lieu l'aiguille d'inclinaison fôt verticale , et que le plan de rotation dans lequel elle peut alors se mouvoir, èki le plan osculateur de la courbe décrite à la surface de la terre. Ces courbes sont en quelque sorte des parallèles magnétiques; mais cependant la discussion des expériences a fait voir qu'elles ne sont ni des courbes d'égale inclinaison, ni des courbes d'égale intensité.

Pour déterminer expérimentalement les positions géographiques des différents points de l'équateur magnétique , on se sert de la formule suivante , sur laquelle nous reviendrons (S 6) :

tangm = — ^.

/ est une inclinaison assez voisine de Téquateur magnétique pour ne pas dépasser 25 ou 30*.

m est la latitude magnétique^ c^est-à-dire l'arc compris entre l'équateur magnétique et la station où l'on observe l'inclinaison /, cet arc étant compté sur le méridien magnétique de la station.

Pour fixer sur le globe ou- sur la carte un point de l'équateur magnétique , tout se réduit donc à observer au sud ou au nord de réquateur une inclinaison inférieure à 30*, à déterminer soigneusement la longitude et la latitude terrestres du lieu de l'observation, ainsi que sa déclinaison, à tracer sur la cartt* le méridien magnétique correspondant, et à prendre sur sa direction un arc égal à la valeur de m donnée par la formule précédente : l'extrémité de cet arc est l'un des points de l'équateur magnétique, dont il est facile alors de déterminer les coordonnées géographiques.

Au reste, pour suppléer à ce que la figure 13 ne peut pas représenter, je donne dans le tableau suivant, d'après M. Duperrey, de 10 en 10 degrés de longitude, les diverses latitudes australes ou boréales auxquelles l'équateur magnétique coupe les méridiens terrestres correspondants pour l'année 1824.

-^ MÊTÉDEOLOaiE.

HîtMBPBÈRE