HK

Ainsi, dans ces régions, sur les flancs de ces monta non moins prodigieuses par leur épaisseur que psu t^leration, le décroissement de la température n'est pa forme; on voit qu'il est le plus petit possible entre et 3ooo mètres. Cette couche de l'atmosphère est, sot quateur, la région habituelle des nuages; c'est là qi vapeurs, plus ou moins condensées, absorbent en grande proportion la chaleur solaire, et l'on ne doit p< tonner que cette région soit en effet moins refroidie celles qui appartiennent à un air plus pur et plus transpa

Les observations qui ont été faites dans nos climats nent encore des nombres très-différents. Dans son as sion aérostatique , M. Gay-Lussac a trouvé 174 ^*

CHÂP. I. CHALEUR TfiRHSSTRfi. 643

I pour un degré d'abaissement. Dans les Alpes vomv i4o à i5o mètres; dans les Pyrénées, de a38 â tuiliea. On peut admettre en moyenne environ aoo npw les régions équatoriales, et environ 170 à 180* !>%» latitudes.

tk Lùnke des neiges perpétuelles, — Il nous reste à ÉJMr anintenant quelles sont, dans les divers climats, IfHeurs auxquelles il faut s*élever pour trodver surles Kdes montagnes cette limite de séparation entre les ci* ^iMqoun neigeuses et les terres qui reçoivent les rayons uleil, du moins pendant quelques semaines, et qui cnt produire une végétation plus ou moins active. On

cru pendant longtemps que là où commencent les m éternelles, la température moyenne de Tannée est tiellement la température de la glace fondante; mais i Humboldta démontré par l'expérience qu*ii n'en est

ainsi, et les observations de M. Léopold de Buch ts neiges perpétuelles de la Norwége et de la Laponie onné à cette vérité une pleine confirmation. Dans la torride, à la limite des neiges, la température moyenne ir est cle l'^fS au-dessus de zéro ; tandis qu'en Nor- , entre 60 et 70® de latitude , cette température nne s'abaisse à 6 degrés au-dessous de zéro. Il n'est pas le de se rendre compte de ce phénomène; car, suia remarque de M. de Buch , la limite des neiges désurtout de la température des mois les plus chauds anée ; elle s'élève quand cette température est plus , et s'abaisse quand cette température est moindre. . température des mois les plus chauds dans un lieu niné, dépend de l'état plus ou moins pur, ou plus ou » brumeux de l'atmosphère , de la nature et de l'inlon du sol, des vents auxquels il est exposé, etc. ; et oncoit que, toutes choses d'ailleurs égales, la limite ïiges sem d'autant plus relevée que la masse des neiges Ue^néme moins étendue.

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haut Pérou P'*^

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Femmeblanclte i '*^^"

Nevado de Toluca I

Himalaya (pente méridio- ) -on

Himalaya (pente septentrio- ) r^^^ nale) ) ^^^

Caucase 3216 j

Pyrénées 2729 (

Alpes 2670

Carpalhes 2592

j Pic de Salelind 1690

Le Storvans-Field 106O

Nous ajouterons ici, d'après M. de Humboldt, c considérations sur chacune de ces localités (Mém. <

CH4P. 1. CHALEUR TXBRE8TIIE. 645

HamboMl sur la limite inférieure des neiges , elc., Ann. d^ PA79. 0l ife C%lm., tom. XIV, page i): - 1* Sous rëqaateur, dans le massif prodigieux des Andes, que Iflt PéniTiens appellent iastueusement la Cordillère fojrmb àêê neiges^ on ne trouve pas d*une cime à l'autre, et pour les diverses saisons de Tannée, une oscillation de plus de aS i 3o mètres dans la limite des neiges.

Dana les plaines habitées d'Ântisana, qui sont couvertes i'im auperbe gazon composé d*herbes aromatiques , il tombe quelquefois y à 4i3oo mètres de hauteur, trois ou |uatre pieds de neige, qui se conservent pendant cinq ou ûx semaines.

Dans le royaume de Quito, on ne voit jamais de neige au-dessous de 3,700 mètres , où la température moyenne est d*environ 9*.

La grêle descend plus bas que la neige, à 1,000 mètres et même à 600 mètres ; il en tombe tous les cinq à six ans une fois, mais il ne parait pas qu'on en ait jamais vu dans lea plaines inférieures.

Il parait fort douteux qu'en Afrique on trouve près de réquateur des montagnes assez hautes pour offrir à ces climats le spectacle 'des neiges étemelles.

a"* L'observation de M. Pentland est très-remarquable , puisqu'elle fait voir que, du i4* au 19* degré de latitude australe, la limite des neiges est plus élevée que sous lequateur lui-méme;il serait important de connaître l'étendue des oscillations annuelles que cette limite peut éprouver, afin d'en déduire l'influence des plateaux et de la configuration du sol.

3* La limite des neiges ne s'abaisse que de ai5 mètres en passant de Téquateur à la latitude de 19 à ao°, c'est-àdire dans une étendue de 4oo lieues.

L'oscillation annuelle des neiges est ici beaucoup plus grande que sous l'équateur ; elle atteint quelquefois jusqu'à 600 ou 700 mètres d'étendue.

fî4fi

LlVHl VIIK ^ wiTKORIIlJDiill.

A peu prè» h la même latitude ^ les Île4 Sandwirh |n«t sentent à O-Wltyliêe la cime retiiîirqiiahk dr MowtiO'llftiti laquelle on donne pluj« de 5,ik)i» mitres é^ hnnteiâr\ il «r* vail eurteux dVn avoir ane int^sure eT^acti!^ c^r il pinl bien constant qu'elle est parfois entit^rem^iit dêpotiil^lr neiges.

4^ La pente méridioDale de TBimalaya donne lu Knifii «les neiges a peu près a la hauteur qne Von pourrait di^bt des cdijtervalions m^xioaînes; mais lu pente septeotrioiiih pi évente un phénomène Uten t^xtraurdinuîre, |)uÎ!ii]ui*,<itpré» le» uieâurt^s de M. Webb et le« ob»eriratiafi« ^^iiiri faites au te ni pie de Kedarnaeh et au col fie A//i\ la li de» Tieî^ftj» ^ 'élèverait a 5,ooa ïlièireft , c^eat-â-dire à hauteur plus grande que sous réqiiaUHir* C*ett assi dans n m m en se étendue des plateaux et daiH la cooli^ifr^ tioti du sol qu*il faudrait chercher IViplieatfofi de m p4f- Bouiène étonnant,

&* Le Caucase et les Pyrénées sont k la mêmr Mttiéi, et cependant la limite des neiges se trouve au Oniea»!'! piui de 4qo mètres plus élevée cju'aux Fjréném, La tm*lz përulure des mois les plus chauds dans ces deux fôfîtï«*|i[ doittifTàit sans d(Hite des indicationâ précieuses sur la c^wi de cette ditïerence.

(i"" Lt's td)SL!rvalions de M. Lropold de Biirh snr frWi vaste chaîne qui sépîire la Norwége dans toute sai lon^fw^ j et qui s'étend dtîpuis le 38''' jusqu'au 71*^ deg^ré de fatiturfl sunt l>ieiJ proj>ri-s à monirer l'inlluence que l'état hrtiiTritf de ratnicïsphère peut exercer même sur la linitte desnWj* Car on ne p**ut de» u 1er à présent que le relèvement cofl** dérable de cette Umit<^ jusqu'à ij6oo mètres dans ee^l^iiil* latitudes, ne soit un eftet de ces circonstances etdawi* nage de la inei%

Températures it tii verses profondeurs au-desmus du iot^

5 i 0. iJe Vextsîrnve dutte couche invariable, sHuiê è «*

CHA^. I. CHAtEfTR TERRESTRK. 64 1^

certaine profondeur nu-dessous du solj et datis laquelle la température reste la même depuis des siècles. — Dès 1671, Cassini avait reconnu que la température des caves de l*Obserratoirede Paris n'éprouve aucune variation dans le cours d'une année. En 1730, Lahire avait observé le même fait; mais le comte de Cnssini, enlevé récemment à TAcademie des Sciences, conçut le premier tout ce qu'il y avait d*iniportant dans ce phénomène remarquable : en 177 1, il oolkiiaença quelques séries d*expériences pour l'étudier, et, le 4 juillet 1783, il établit enfin dans les caves de TObsérvatoire, de concert avec Lavoisier, un appareil très-seifsible qui devait donner des résultats décisifs. Cet appareil , conservé et réparé par les soins de Bouvard, n'a éprouvé aucun changement depuis plus de quarante ans. Il est disposé de la manière suivante :

Siur le sol des caves, à 37"*"^',6o au-dessous du pavé de l'Observatoire, s'élève un massif en pierre de i"**',3o de hauteur, ponant un grand vase de verre vv' (Jîg. 365), de 5o centimètres de hauteur sur 35 à 4û centimètres de diamètre. Cest dans ce vase rempli de sable très-fin qu'est ajusté le therthomètre tt\ son échelle hh' est de verre; elle est maintenue dans un cadre de cuivre, qui est lui-même fixé sur les parois de la cloche au moyen des traverses j, s\s\ et des ^g^fesgg g\ Ce thermomètre a été construit autrefois par Lavoisier avec du mercure bien purifié; la boule a environ 7 cetitimètres de diamètre; le tube est très-fin; un degré occupe sur sa longueur 95 ou 97 millimètres. Ainsi, l'on petit aisément apprécier les demi-centièmes de degré qui occupent encore les -^ d'un millimètre environ. Comme ce thermomètre ne marque que i5 ou iff" au-dessus de 0% on a ménagé au-dessus de la tige, en r, un petit réservoir pour recueillir l'excédant du mercure si la température venait à s*élever au-dessus de 16*'.

Les anciennes observations de M. (]assini et les observations assidues faites pendant trente-deux ans par Bouvard

648 LIVRK VIII. MÉTÉOBOLOGIE.

montrent avec évidence que depuis plus de cinquante ans la température des caves de l'Observatoire est parfaitement constante, et égale à 1 1%82 : car, dans toute cette période, le thermomètre n*a pas varié de 2i5 centièmes de degré au dessus ou au-dessous de ii%S^i et l'on a reconnu, depuis^ qu'un courant d*air accidentellement établi dans les souterrains par les travaux des carrières de Paris, avait été b cause bien probable de ces oscilla lions.

Paris est le seul lieu de la terre pour lequel on ait une aussi belle série d'observations exactes et non interrompues pendant plus d'un demi-siècle; mais un phénomène qui se soutient avec une telle régularité ne peut pas être un phénomène accidentel, et nous en conclurons que dans tous les lieux il existe à une certaine profondeur au-dessous du sol un point dont la température reste constante avec les années, quelles que soient les variations extrêmes qui se développent et qui se succèdent à la surface du sol.

La série de ces points de température invariable forme autour du globe une sur&ce que nous appellerons couche invariable; c'est à cette couche que viennent s'éteindre toutes les variations brusques ou périodiques que la croûte supérieure de la terre éprouve par les alternatives du joui et de la nuit, par le changement de vent ou parle renouvellement des saisons.

CHAP. I. — CHAXEUR TERRESTRE. 649

i la surface auquel il correspond verlicalenient ; mais en ème temps nous devons concevoir que cette couche inriable n*a pas une courbure régulière : les plaines, les DDtagneSy les vallées , la nature du sol, les lacs, les mers mille autres causes peut-être, lui impriment des sinuosi- » particulières que l'expérience seule pourra nous révéler I jour.

Du mouvement de la clialeur au-dessus de la couche inpuible. — Entre la surface du sol et la profondeur de aoou

mètres, Ton ne connaît quun très-petit nombre d'obrrations, et ces observations même n'atteignent en gébrI qu'une profondeur de 7 ou 8 mètres. Cependant, ir ensemble conduit aux conséquences suivantes, qui passent s'appliquer surtout aux moyennes latitudes de émispbère boréal :

x* Les variations diurnes ue se font sentir qu'à la proideur d'environ un mètre ;

a* Les températures moyennes annuelles des différentes ucdies diffèrent peu de la température moyenne annuelle

l'air;

3* Les différences entre le maximum et le minimum de Aque couche décroissent en progression géométrique inr des profondeurs qui croissent en progression arithétique à partir de la surface : ainsi, en représentant par la profondeur d'une couche, et par d la différence entre fn maximum et son minimum, l'on a d=ab^^ ^ a et b ant deux constantes que l'on détermine par l'observation; lUtefois, cette formule est inexacte pour a;=o, c'est-àre qu'elle ne reproduit pas les variations superficielles;

4* L'ensemble des observations démontre qu'à la profonsur de 8 ou 9 mètres, la variation annuelle n'est plus que s 1^; à i5 ou 16 mètres, elle n'est plus que de o%i; et à

profondeur de ao à a5 mètres , elle n'est pas d'un cenèine de degré;

5** A la profondeur d'environ 8 mètres , là où la varia-

nWt Vttl, -^ ^^^ORoLOGît.

tîonêst d** V\ Itîssïiîsons sont précisément renverseeSj c està-dife que le rnaximufïi arrive ver& le preiïiîer janvier, et le Tninimum verg la fin de juin,

511. De fa température a de grandes profondeurs, — Plu* sieurs observateurs avaient autrefois reconnu que dans les profondeurs des mines on éprouve une chaleur sensible; mais à cette époque on mettait beaucoup plus d'empresse- Inent à expliquer les faits qu'à les observer- On expliquait donc Cette chaleur souterraine avant d>n avoir constate l'existence d'une manière précise, et on rexpliquaît diversement : les uns, comme Boy le, rattribuaient à la décomposition à^s pyrites, ou plutôt à ces espèces de fer mentations auxquelles on avait si souvent recours pour expliquer les faits embarrassants; les autres la regardaîem comme une confirmation ou une conséquence de la fameuse hypothèse du^^^ central^ qui avait ëlé imaginée dans les temps les plus recule'sjei qui était tour à tour adoptée ou rejetée parles philosophes et par les physiciens. Mais quand l'esprit de doute et d examen eut succédé a Tesprit systématique, quand on en fut venu à chék'èfier la vérité par la voie des données expérimentales et non plus par la voie des sul)rilités logiques, on comprit que IVxistence ou la non-existence de la chaleur souterraine était l'une des plus grandes questions que la physique put se proposer, et que, pour la résoudre, une observation therîuométiique serait plus efficace que les plus éloquentes dissertations. Gensanne paraît être le premier obst^rvateur qui ait porté le thermomètre à des profondeurs graduellement croissantes, et qui ait découvert ce lait important : que la température augmente a^ec la profondeur. Ces expériences remontent à l'année 1740 : elle furent faites dans les mines de plomb de Giromagny, à trois lieues de Béfort. En 1785, de Saussure fit des expériences analogues dan.sle canton de Berne. En 1791, M. de Humboldt fit aussi de nombreuses séries d'expériences dans les mines de Frev-

CIIAP. 1. CHilLEUR TCftHESTAt. G&l

herg^ avec Fràseleben. En i8oa, Daubnisson redonna une Bouvelle vie à cette question fondamentale, et, depuis cette époque, les observations se multiplient en France, en Aile* ma^e, eD Angleterre et en Amérique, et presque dans tous les pays où les voyageurs peuvent pénétrer et séjour* ner aaaes longtemps.

Ob profite, en général, pour faire ces observations , des gaiaries souterraines creusées pour l'exploitation des mimOf et des sources abondantes qui se rencontrent dans ces percements ^ mais, dans les pays où il est possible de forer dsa puits artésiens à de grandes profondeurs , on profite aussi de ces sondages. Dans le premier cas , on établit des thermomètres sédentaires qui sont directement observés; dans le second cas, on est obligé d'avoir recours aux thermomètres à maximum et à minimtim. Ceux de ces appareils qui sont employés avec le plus de succès sont les thermomètres à maximum et à minimum de M. Walferdin, et le thermométrographe; nous allons en indiquer la construction»

Thermomètre à maximum de M, Walferdin. — Cet instrument {Jig* 366) est un thermomètre à mercure ordinaire portant à sa partie supérieure un réservoir de déver^ seinêni, a, d*une forme particulière, dans lequel se prolonge en pointe isolée, d, le tube de la tige. Admettons que ce thermomètre ait, par exemple, 4^^*^ de course, et qn*on veufllc observer une température que Ton suppose être de 3o* environ : on commence par incliner l'instrument de vanière que la pointe b plonge dans le mercure de réserve {Jlg. 367); on chauffe un peu^ et Ton refroidit ensuite à une température inférieure à celle que Ton veut mesurer; alors il passe dans la tige et dans le réservoir inférieur plus de mercure qu'il n'en faut ; on redresse l'appareil, et, en donnant une petite secousse, le mercure de réserve quitte la pointe et tombe dans la panse a. Cela fait, on jdonge le thermomètre dans un bain avec un très-bon

65S hwmm mû.* — MÉntoROLOGii?.

ihermomètre étalon; on porte Le bain, par exemple, à 3o*; Texcedant da tnercure sort par la pointe, et Tan sait que In tube est exactement plein à ao". L'appareil est prêt pour lobservation ; on peut maintenant le mettre dans son étui et le faire descendre au fond du puits dont on ireut avoir la température. Si Ton passe par des couches inférieures à ^o'f le mercure descend, et il tiy a à cela nul inconvénient; dès qu on arrive dans une couche de ao°j le tube se remplit; et enfin, lorsqu'on arrive aux couches qui dépassent ao% le déversement commence , et il continue jusqu'à ce que le tliemioraètre se soit u>is en équilibre après un temps suffisant Alors on donne UTie secousse pour faire tomber la bulle à la pointe (fi^* 363); en remontant Tappareil, la colonne descend dans le tube, et, lorsqu'on le tire de rétui, son sommet est plus ou moins éloigné de la pointe. On le plonge de nouveau dans le bain à âo^ , mesurés avec le thermomètre étalon, et Ton voit le point où s'arrête le som* met de la colonne : si ce point répand à io% à partir deU pointe, il est évident que la température de la source est ao+io.

On pourrait se dispenser démettre, avant le départ, le thermomètre dans un bain de température connue, mais alors il faudrait, après Tobservation, reproduire artificiellement et par essais graduels, une température capable de remplir exactement le tube; cette température , mesurée par le thermomètre étalon, serait évidemment la température maximum à laquelle l'appareil aurait été exposé.

Thermomètre à minimum de M. JValferdin, — Cet instrument est représenté dans la figure 3^9; c'est encore un thermomètre à mercure ordinaire; mais à la partie intérieure de la tige se trouve un petit réservoir d'alcool dans lequel plonge la pointe isolée qui termine le tube, et en même temps il y a à la partie supérieure un réservoir pareillement rempli d'alcool. Si l'on veut, par exemple, observer une température à une grande profondeur dans la

GHAP. 1. CHALEUR TERRESTRE. 653

*, que Ton suppose devoir «tre de 6% on commence par refroidir Tappareil à o, par exemple, ou au moins à plusieurs degrés au-dessous de â''; alors on incline l'appareil pour que le mercure touche la pointe {fig, 370), et Ton réchauffe un pea pour que la dilatation force le mercure à monter dans la tige; on j fait ainsi passer une colonne qui occupe unelongueur de 10 à i5°; cela fait, on redresse lappareil, on le plonge dans un bain de température connue et supérienre à 6*1 par exemple + 1 a*", puis Ton note la division correspondante au sommet de la colonne de mercure : alors Vappareil est préparé pour l'observation. On le fait descendre dans la mer: si les premières couches sont chaudes, la colonne de mercure est repoussée, et elle peut l'être jus- (pi*à entrer en partie dans le réservoir supérieur : mais, fiand on arrive aux couches froides, le mercure redescend jvaqaà la pointe inférieure; il retombe en partie dans le léMnroir jusqu'à ce que l'équilibre soit établi : lorsqu'on le fait remonter, la dilatation soulève la colonne de mercure WUnte, et il suffit alors de lire sur le tube à quel nombre de degrés elle correspond; ce nombre retranché de 12, température du réglage ou du point de départ, donne l'abtissement de la source au-dessous de ce point de départ, Tkermométrographe, — Il se compose d'un réservoir d'alcool , d'une colonne recourbée de mercure et de a cj^iodres de fer enveloppés de verre, qui servent d'index [fig. 379) : l'alcool remplit tout le réservoir r et une partie du tube jusqu'en m ; la colonne de mercure descend jusipt'i la courbure inférieure /, et se relève jusqu'en m'; am-desius de tn! se trouve une autre colonne d'alcool qui remplit en partie le petit réservoir r^ ; un des index est représenté de grandeur naturelle dans la figure 378 ; la petite enveloppe du cylindre de fer est aplatie à l'extrémité par laquelle elle repose sur le mercure, et un cheveu forme une boucle élastique qui presse les parois du tube, et qui est capable de retenir l'index quand il est simple-

tiVR£ *ffl* — MrrEOHOLoCiR,

iBi^iit H0trjinl dan# k colonne il'îilcool ; mais quand rinçât fftl poussa par le ifieiH^urc, IVkstîcité du rhenreu ne Vcnipikïhe pas He ma relier; et c'est ainsi rjull marche? ou qu*îl reste en r^^pos, fluiTant que le mercure le pousse ou l'abandonne. Lorsqu*ofî veut met ire Ta p pareil en eicpérjeiice, on fait descendre l<*s index sur le mercure au moyett d\m âtmant. On voit dans b fignreîjfi que l'index fr est destine à marquer le* plus basses températures ou les minimufii, et i^index h les hautes tempera lures ou les maximum.

Le therniometro^aphe et les thermomètres de M. Walferdin doivent ^ïre enfermés dans des étuis métalliques msrt forts pour supporter les pressions des couches profondes otï Ton veut les faire descendre, et assez hermétiquement clos pour que ces preisîons ne puissent pas $e InitHinelti^ k l'intérieur; la figure 3^4 représente un <l« ces étuis ; il faut avoir soin de les remplir d'eau à moitié! ou au3t trois quarts, afin que Téquilibre de tenipératur* sViahlisse le plus promptement possible.

Toutes les observations qui ont été recueillies dans If* diverses rég^tons du globe, depuis la couche invariable jusqu'à des profondeurs de 5oo mètres , conduisent sans exception aux conséquences suivantes, qui sont maintenant tout à fait incontestables :

1° Au-dessous de la couche invariable où toutes les oscillations du thermomètre de la surface viennent s'éteindre après un affaiblissement graduel, les températures restent parfaitement constantes à toutes les profondeurs , sans éprouver la moindre variation pendant des années, et ces températures constantes vont en croissant à mesure qu'on pénètre à des profondeurs plus grandes.

9/ L'accroissement progressif d<" température varie d'un lieu à un autre dans des limites assez étendues : dans certaines localités il suffit de s'enfoncer de i4 ou i5 mètres au-dessous de la couche invariable pour obtenir une élévation de température de i^'j dans d'autres localités, au

CHA9. I. *r^ GiMXSUR TEAUEftt&E. 655

3ontrwe| il fiiut deiceiiclre de plus de 5o ou 60 mètres ; m moyenne on admet en général 2 5 ou 3o mètres pour i**; à Paris , le puits de Grenelle, qui descend à une profondeur de 548 mètres, donne de Teau dont la tempéra- Uire est de a7%7 ; la température de la couche invariable les caves à 28 mètres étant de ii%7, cest un accroissement de 16% pour $28 mètres, et, par conséquent, de i" pour 33 mètres.

512. Température des sources. — Toutes les sources ftbondantes ont une température qui varie très-peu dans les différentes saisons de Tannée : pour notre hémisphère, elles atteignent en général leur plus haut degré de chaleur vers le mois de septembre, et leur plus grand degré je froid vers le mois de mars : la différence pour ces deux époques extrêmes s'élève à i*" ou a". La température moyenne des sources est , comme celle des couches de la terre qu elles traversent, un peu plus haute que la tempémturt moyenne de l'air. Cependant, pour les latitudes élevées , M. Yahlenberg a constaté que cet excès peut atteindra 3 ou 4^. Quelques observations feraient , au contraire, supposer que, sous la zone torride , la moyenne température de Fair Temporte un peu sur celle des sources.

Quant aux sources thermales, elles atteignent quelquefois des températures voisines de 1 ebîiUition , et tout ce que Ton sait jusqu a présent sur le gisement de ces sources ne permet pas de décider si elles tiennent ces hauts degrés de chaleur de la profondeur à laquelle elles prennent naissance, ou si elles les tiennent de quelques circonstances particulières aux couches qu'elles traversent. Pour trancher la difficulté , il ne suffit pas de remarquer que pour plusieurs de ces sources la température est restée constante pendant de longues années , car on peut bien concevoir des actions locales qui ne s'épuisent pas ou même qui ne s altèrent pas pendant des siècles : les sources salées que Ton exploite en sont un exemple, et, ai Ton objectait que

656 LIVRE VIII. MtfriiOROLOGIK.

ces sources viennent peuuêtre de la mer, et qu'ainsi la cause qui les sale nVst pas une cause locale , on pourrait répondre que cette origine est au moins tres-contestable, et qu'au reste il existe un grand nombre de sources minérales qui ne viennent certainement pas de la mer, et qui paraissent tenir en dissolution les mêmes éléments , et en même proportion, depuis un très-grand nombre d'années.

Or, s'il existe des causes locales capables d'introduire dans les eaux, dune manière invariable et permanente, des éléments qui en modifient la nature, on peut bien admettre aussi qu'il existe des causes locales capables d'en changer la température d'une manière permanente. Mous indiquons ici ces considérations pour montrer seulement que la question n'est pas résolue, et qu'elle ofïre un beau et vaste sujet de recherches.

On 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 l'attention des météorologistes et des géologues. Il importe d'étudier leur température 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 envi-

GHÀP. I. CHALEUR TCRRESTBE. 657

lUes; on sth qu'en hiyer elles peuvent se congeler ^ et u'en été dles atteignent des températures de 30 à a5^ lais, ce qui arrive à la surface ne se reproduit pas dans les onches phis profondes; il 7 a dans ces masses de fluides me distribution de la chaleur qui ne se fait ni par les aimes causes ni suivant les mêmes lois que dans les soli* es, et il serait très-important de faire des expériences sur eaajeL De Saussure est, je crois, le premier observateur [ui ait abordé cette grande question : il a parcouru la plu- «rc dea lacs de la Suisse; il a déterminé leur température la aurfÎBice et à diverses profondeurs ; et il a constaté ce lit remarquable, que, à de grandes profondeurs, la temlérature des lacs est d'environ 5 degi'és : on ne savait pas lors que l'eau a un maximum de densité, mais le dernier ait explique aisément le premier.

Pendant la saison chaude de Tannée, deux causes con- XMirent à élever la température des couches supérieures le l'eau des lacs : l'air, qui agit par son contact, et la chaeur solaire , qui pénètre à une profondeur plus ou moins rrande. Ces couches échauffées se mêlent de mille manièles par l'agitation des vagues; mais elles se mêlent sans omber au fond , parce qu'elles sont sans cesse soutenues >ar leur légèreté spécifique , et parce que la plus grande igitation des vagues ne se fait jamais sentir qu'à une petite irofondeur.

Ainsi, en été et jusque vers la fin de l'automne , la temlénture doit être sans cesse décroissante avec la profonfeur : c'est en effet ce que montrent les expériences de De Mussure, et ce qui a été constaté depuis par M. Labêche ivec un soin particulier. {Annales de Physique et de Chi^ nie, tome XIX, p. 77.)

Pendant la saison froide^ la couche supérieure se refroidit par deux causes, par le contact de laîr froid et par le rayonnement, surtout par le rayonnement nocturne. Cette couche se contracte en se refroidissant; elle acquiert une II. A^

LlVAli: Vlll. MKTKOROLOGIie.

densité plus ^nde, et tombe a une petite profondeur en se mêlant aux couches plus chaudes qui étaient au-dessous d'elle; dès qu'elle tombe, elle est remplacée par une autre qui se refroidit et qui tombe à son tour ; une autre vient, qui éprouve les mêmes effets ; et c*est par ces courants continuellement ascendant et continuellement descendant que toutes les couches supérieures se refroidissent. Alais, il ne faut pas le perdre de vue , toute la chaleur perdue vient se perdre à la surface. Si leaun'avait pas un maximum ût densité, il est évident que, pendant toute la saison du refroidissement, la température serait encore décroissaute avec la profondeur, car, les couches les plus chaudes étant en même temps les plus légères, il faudrait, pour obéir aux lois de l'équilibre , qu*elles fussent aussi les plus élevées. Ainsi, la surface ne pourrait atteindre la tcmpératarf 'zéro que quand toute la niasse serait au moins à la température zéro, et par conséquent il y aurait une cong^élatioD simultanée dans toute 1 épaisseur du lac, depuis la surface jusqu'à la plus grande profondeur. Mais à cause du maxi» muni de densité , les phénomènes se passent tout autrement : dès que les couches de la surface sont arrivées à la température maximum ^ elles tombent; d'autres les remplacent qui tombent à leur tour, jusqu'à ce que la masse.

CUAP. 1. CtlALKUR TERRBSTRK. 659

température) ai ce n*est par la conductibilité, qui est touours très-faible dans lea liquides. Mais comme en réalité 1 se produit toujours une agitation plus ou moins violente, 3t par coDséquent plus ou moins profonde, ce ne sera pas seulement la première couche qui se refroidira au-dessous iu maxnmumf cest toute Tépaisseur des couches sans cesse mêlées par Vagitation des vagues. Pendant tout ce refroidiasement, les couches inférieures resteront à la température constante du maximum jusqu*aux plus grandes profondeurs. Ainsi, à cette époque, la température sera craisaanle avec la profondeur jusqu a la première couche, qui est à 4^; et au-dessous de celle-ci, la température sera constante. On ne possède pas beaucoup d*expériences &itea pendant la rigueur de Thiver , mais toutes tendent à confirmer ce résultat.

Voilà pourquoi, dans les lacs profonds, la congélation conunence essentiellement par la surface, et ue pénètre )ailmia que très-lentement à une profondeur un peu oon- Mdëiable.

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 réchautTées dans la saison chaude aient pu venir à In surface perdre la chaleur qui les maintient au-dessus de la tempémiture maximum ; et, si ces couches forment une épaisseur de ikoo ou !àoo mètres, il est évident qu elles devront, dans Ijoa m.émes circonstances, mettre un temps bien plus long à venir tour à tour passer à la surface, pour y perdre leur excès d^ température, que si elles formaient seulement 9ne épaisseur de 8 ou lo piètres. 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 surface reste

se. mêlant aux cquc il*elk; (lès cju elliî toiuLe, qui se rdroidu et ijui Iom qui éprouve los mômes • Ûi) a *^\ \e m û n t ascen da n t tauteis h^ voiivhcn sup faut paji le perdre *' s€ perdre k b $iiH dcnsiléj il est cvi froldiâtiameiit , ' -r

avec tu prtduti' en mèmtî uw îiu;t lob de

zéro que <i rature tt^ atmutttn Jusq» ^ •

« que des «Mil diï savoir à quelle p ^ les chal«urâ de IVtt & îf faire sctitir qu'à iiM>Bt ..litres d« profondeur ne J^Ib ir loa mèires ; car, daii£ U t ati^deijious de loomètmi»

ciriistiinte du majrîmum few^ -r, il est évîdtîiit qu^ellessom t p;tî(, et qu'on peut les cùw ^ b masse saris troubler eti rien ^pas^enl dans les couches supéni ausjù de faire des expert eu ces m imm À sa surface, au moment àt la m ssntbie indiquer que cette tpmpfnl ]S<4le5sous de zéro, sans que b cooi iqtie ragitation continuelle des mola I que d'autres causes encore puisse^!

!**«* "'^^ Il coiigébtion, la température d'un UcaJ*

pl ^^,^^rt de 4^ dans toute sa profondeur, il est bà

^' ^ ^ jyrés le tli*gelj le même plienomène doit sel

lAjil que les couches supiTËcielles puissent

lU-dessus rlu majcimum. Ces deux états d'i

tnt toutefois que les causes du réchaud

^ i^rtudissenient ne sont pas trop brusquer pour

^«iif^ûts iisceadaiils et descendants puissent s*el

^^ —abrite. Si le contraire arrive, si ces causes

,^^ IrtBquement ; si, par exemple, un froid soudaià

^j^jy se fait sentir à rarrière-saison, dès le raotf

^^^ire, on ci m coi l qu'il puisse y avoir congelait«(

^ çarliee, lorsqu'à une certaine profondeur i! j au

une température supérieure à celle du mttsmm

Dmê lês Hpièrêty la distribution de la chaleur s accomplit smTRiit d'autres lois, à cause du mouvement de translation des molécules liquides. Il en résulte en effet un mélange oontinuel de couches supérieures et inférieures qui tend à établir une température uniforme dans toute la masse. Cependant, comme ce mouvement est différent à la larfiice et au fond, an milieu du lit et vers les bords^ on doit s'attendre à une foule de phénomènes accidentels déterminés par ces circonstances. Parmi ces phénomènes^ ceox de la congélation sont les seuls qui aient été observés ftvec quelque soin. On a constaté, par des expériences décisives, que, dans certains cas, la congélation commence à la surface, et que dans d'autres cas, au contraire, elle isoramence au fond.

Quand les rivières charrient^ on 'peut dire, en général, que tCMis ces glaçons, qui se heurtent et qui prennent par le choc des formes arrondies ou anguleuses, ont été primitivement formés à la surface ; quelques-uns se sont détachés des bords; mais les autres n'ont été a leur origine que de petits embryons, de petites parcelles flottantes qui ont pris du volume en voguant sur Teau.

La formation des premiers glaçons n*est pas douteuse, puisqu'on voit les rivages couverts d*une lame de glace qui ert sans cesse battue et sans cesse brisée par les flots. C'est b quels congélation commence, parce qu'en général Veau f est moins profonde, et parce qu'elle est en contact avec un leirain sans cesse refroidi par l'air et par le rayonnement, îa glace qui s'y attache se refroidit à son tour par cette loable cause, et devient alors, comme le rivage lui-même, m corps froid capable de geler ce qui le touche. Les f rsigaents volumineux, ou même imperceptibles, qui sont irisés dans cette masse, deviennent flottants pnr leur légèété spécifique; ils se refroidissent plus que l'eau , e.t \es [flottes qui viennent tomber sur les bords s'y con{»è\e\it jà 'instant, parce qu'elles deviennent froides et imf¥icfc\^\\^ç^