CHAPITRE VII

iniâgDétique , mais il est très^probable qu'elle ii*eh est pas tràs-eloignée; du reste , M. Duperrey n'a- présenté ses cartes îsodynamiques qu'avec une certaine réserve, ciir les observations cTîntensite paraissent assujetties à des causes- d'erreur dont il n'est pas encore possible de les débarrasser complètement' ''J^ 5^ <- j < : . i

Si Ton feit attention à l'infletion àt» lignes isodjmamiques cii les comparant aux lignes isothermes, on voit que les points de chaque méridien où l'intensité est un miniimini semblent être très-près s'ils ne sont pas eux-mêmes les points les plus cliauds ; ainsi, lalij;ne des minima d'intensité, la ligue des plus hautes températures, et la ligne sans incliuaisou semblent avoir une marche analogue; lofsque ces ligues seront eouiuies avec plus de précision , on pourra savoir à quoi s'en tenir à cet égard.

Dans la carte pl. XII, M. Duperrey n'a pas indiqué les pôles magnétiques, parce que les lignes isodynamiciues ne sont pas assez exactes pour offrir un moyen d*en bien déterminer la position; mais il a marqué deux espaces ombres qui doivent nécessairement contenir les pôles en question.

Dans la supposition où il existe deux pôles magnétiques très-rapprochés du rentre de la terre, M. Biot a donné la formule i=(/I-|-3sin*X qui représente la loi de l'accroissement de l'intensité magnétique de Téquateur' au pôle, en admettant que la terre Koit parfaitement homogène. Cette formule, dans laquelle i est l'intensité ét Xla latitude, ne pouvant être vérifiée par des obséirvations isolées, M. Duperrey a été obligé de prendre flntensité moyenne de Téquateur terrestre et de chacun despa?! rallèles du globe de f o** en lo^, puis de. multiplier la' circonférence de chaque courbe par son intensité, afin d'avoir l'intensité totale et de prendre ensuite la moyenne des intensités totales des parallèles correspondants dans chaque hémisphère; il a obtenu ainsi tous les points de la courbe qui repiésente la loi de l'accroissement des forces magnétiques d'après l'observation. Cette courbe, tracée à côté de celle qui résulte de la formule

(le M. Biot, ne s'en écarte que dVnviion 0,01 5 d'intensité, eu supposant riuiilc' sur Tcquateur magnétique au Pérou. (Vo^ez planche X.) Il a trouvé on outre cjue la surface de I héniisplière niagnt'titjue nord est à la surface de riiémisphère magnétique sud dans le rapport de 1,000 à 1,0162, rapport qui est |e même que celui de rtqtetisité totale de i'hérnisphèri) terrestre aiistri|I à l'iofensitc totale de l'hëmisphère terrestre )3orfai; (j'oîi i| conclut que les surfaces (]es4eu]i hémisphères magnétiques sont proportionnelles aux io|eiisiité8 totales de^ dfux hënùspiières terrestres.

Duperrc}' attribue en grande partie la différence dans les intensités relatives du magnétisme de chaque lieu, k la ^jlférenoe de température ces |ieux.'IÎ assure qu'en comparant les lignes jsotjiérmes et les lignes iso^4jP^miqueS|Op rencontre uqe analogie remarquahlè 99âs leurs courbures, entre autres dans )a dii<ection de l^rs foncavitcs et dp |eurs'eonvesités. tl cite encore «n ^yieur ae sa théorie le tpouvément diurne de j'aiguille aimantée. Lorsque le solei) se lève, i| vient echaufrèr successivement tous les points de Thorizon h l'orient du lieu des observations; l'intensité magnétique diminue à mesure qiie \^ chaleur augmente; il en résulte que la ligue isodynamique qui passe |)ar la station se req(leefi 9*clpignai»t de Téquateur, et s'élève vers le nord 01^ yers le sud, suivant (jue la station est dans Phémispbère magnétique horéal ou dans l'hémisphère m.igiiétique austral. L'aiguille aimantée, ((ui lui est toujours perpendiculaire, suit le mouvement, et la pointe nord s'avance pour les stations horéales vers l'ouest, et vers l'est pour les stations australes. Lorsque le soleil a d&> passé le méridien , l'horizon se refroidit à Torient et s'échauffe à {'occident : la ligne isod^namique se déplace de nouveau^ ^r^"^ position pnmitive et la dépassj^ en sens invMp^^^uille, en suivant' ce inQuye|pept*,i dirige sa pf|^^ nord, pour les stations l^^^^l^» ^*^ Test, et pour les stations australes, ve^s fo^p^^jorsque If s^tifliî est sur Téquateiir oiagnëtiqué ou f peu de qi^-

ÇlfàPITRE Vll^

tance, la pointe nord de Taiguille s'avance tous les matins vers l'ouest ou vers l'est, suivant que le soleil passe au nord ou au sud de la station, et le plicnoniène se rattache encore au nicme principe; car la condition de l'équateur magnétique étant d'être la ligne des plus petites intensités dans cha(|uc méridien, il doit nécessairement se déplacer tous les jours en s'élevant obli(|uement vers le parallèle que décrit le soleil. M. Duperrey a cherché à appuyer sa théorie de tous les faits que l'expérience a fournis jusqu'ici, et en a déduit que 1 hémisphère terrestre sud est plus froid d'environ un degr^ que l'hémisphère nord.-

§ V. — Variation de P action ma^^rK^tique n mesure que C on élève dans l'atmosphère.

D'après ce que nous avons vu, on peut, par un premier aperçu , considérer la terre comme agissant de la même manière qu'un aimant qui aurait ses pôles dans la direction de la ligne des pôles terrestres.

Cette action magnétique (loit s'étendre dans l'espace, et une aiguille aimantée placée à une certaine distance de la surface terrestre doit encore obéir à Tinfluence du globe. Les expériences faites par MM. Gay-Lussac el Biot, lors de leur ascension aérostatique, montrent que l'intensité décroît très-lentement à mesure que l'on s'éloigne de la terre et qu'à 5ooo mètres il n'y a que des difiérences presque insensibles dans le temps des oscillations d'une aiguille de déclinaison.

La détermination des variations de l'intensité magnétique à mesure que l'on s'éloigne de la terre est trèscomplexe , à cause des variations simultanées qui ont lieu dans la déclinaison^ l'inclinaison et Tintensitc; il est donc nécessaire de chercher séparément comment varient ces divers éléments avant de tirer aucune induction à cet égard. Plusieurs observateurs ont essayé de déterminer en s'élevant sur les montagnes les variations de l'intensité horizontale , et ils sont parvenus à des résultats discordants, probablement par les motifs

DE l'action MAGNÉTIQUe DU GLOBB.

Îiùe noas Yenons de citer. La question étant donc^ncore ort obscure, uous nous contenterons de dire que, suivant M. Bravais {jénnates de physique et de chimie ^ troisième série i846| tomeXYII, p. laS)^ te décroissèment de Tintensité horizontale est înfërieur à t^Vt 1000 mètres d'élévation.

On à fiiit aussi quelques observations pour savoir si llnclinaison varie avec la hauteur. M. de Humbofdt' â trouvé a'de diminution pour a6ô mètres, en opérant à la surfiicede la terre et dans les profondeurs d*une mine; M. Bravais a trouvé , lors de son ascension au Mont- Blanc, o j\ de diminution pour a, 88 kilomètres d'écart vertical; les observations de Brieoz , de Thun et du Faulhorn, lui ont donné au contraire un accroissement de 4'»4 poi'î' un kilomètre de différerjce. Ces divergences montrent que Tactiou locale a une beaucoup plus grande influence qu'on ne l'avait pensé. ^ .

§ VI. — De la théorie mailiémaiiqiÂe du magnétisme

terrestre.

Le tracé graphique des observations magnétiques considérées isolement ou groupées ensemble, de manière à nous représenter les méridiens magnétiques ^ les lignes d égaie déclinaison, d*égale inclinaison , et d'égalé intensité, peut être considéré comme* un premier. pas vers la solution de la grande question du magnétisme terrestre. La forme et la jiosition de ces lignes variant avec le temps , il en resuite' qu'une même carte ne Représente l'état du magnétisme terrestre qu'à une époque déterminée : c'est ainsi que la carte de déclinaison de Halley diffère beaucoup de celle de Barlow tracée en i833, et (|ue la carte d'inclinaison de M. Hansteen est loin de donner la position actuelle des ligues d'égale inclinai>un. Ce qu'il importe au physicien, c'est de pouvoir enchaîner les résultats de façon à prédire le véritable état des forces magnétiques en un point du globe à une époque quelconque.

. CHAPITEE VJI. '

M. Gauss a cherché à résoudre cette question , en .

- proposant une théorie da magnétisme terrestre indépen-^ dante de toute hypothèse sur la distribution du magnétisme dans Tîntérieur de la terre. M. Gauss suppose

que la cause, quelle qu'elle soit^qui agit sur Taiguille aimantée, a son siège dans l'intérieur de la terre, et que la force magnétique en un point du globe est celle qui dirige l'aiguille aimantée librement suspendue par son centre de gravité. Quant aux variations diurnes régulières ou irrégulières, il les considère comme très-faibles eu égard à la force magnétique elle-même; du reste, en ■prenant des moyennes, on peut les éliminer. Il évalue ' cette force à l'aide des trois coordonnées rectangulaires, c*est-à-dire à l'aide de trois composantes, deux liorizonfales.el; une verticale, et il a trouvé , en calculant la ' somme jâb Um^ les actions magnétiques exercées par les dîveniw parties de la terre. amr raigui lie aimantée, que les trois conippsaïUes^ t'éïpriment très-facilement à Taide d'une fonction juttiqiw; ainsi , trois composantes remplacent donc avec avantagv^la: dëdinaîso», Tin^' ' naison et Pintensité , éléments si naturels en apparmVy ' -inab qui, tous le rapport mathématique, ne sont pas d'uii emploi aussi commode.

- Bbitfw^âiéom il importe donc que

- /foii représente graphiqiMlent toutes les drooostances

de la composante horizontale, composante qui fournit

des éléments primitifs immédiatement propres à être mis en usage, tandis que la force magnétique totale, loin d'être directement observée, est déduite du calcul avec le secours de Tinclinaison. M. Gauss a comparé pour un grand nombre de localités les résultats des observations et ceux du calcul , et a vérifié leur exactitude. Maintenant que les observations magnétiques sont faites t en différents points du globe avec toute la rigueur désirable, il espérer que Ton arrivera à connaître la Ibr9^;i|magnéâque .en un point déterminé du globe , à ufie'épçrâé qi^lconque. (Voir Becquerel, Traité du . iTMj^^Àn^^ et suivantes.)

Sj9 DE L^ACTIOff MAttnfnQQB DU GU»B.

SECTION n.

§1. — JîUU magnétique de la matière.

Les euMfîeacei de plnsîeun physiciens ont proaré que toiu les coq» obéwsent à l'action des aimants, mai s àun degré moindre que ie nickel, le fer et le cobalt, qui . senties trois seuls métanx magnétiques connus. Si Ton

rcpi-ésentc par loooooo l'action exercée par «n barreau aimanté ayartt l'unité de force et à Tuiiité do distance, sur un cube de fer, do nickel , ou do cobalt avant l'uiiitc de poids (ces trois actions sont 1rs moines, les métaux étant doux et à la tompt-raturo ordinaire), l'action oxorcoe sur une roclionon ferrugineuse et assez pure, toile fjue du granit, du calcaire^ etc., est Irès-variable et en général est comprise entre o et loo; sur les autres substances elle peut être plus considérable. Nous citerons . quelques nombres pour exprimer les actions relatives de diverses roches , et montrer entre quelles limites elles 'sont comprises. (Becqnerel, Traité de magnétisme^ -page xoiii.)

Fer loooooo

Gnmit. I'* écbantillon. 5i

fa"* id i4o

t antique rougcàtre. ••••••• 71

(juarl/ifère ..,.•.» 126

vert des Vosges #«•••••••» 1391

Trachyte rétlnite. io386

Basalte de iile Bourbon 8844

Il est possible (pie l'action exercée par les substances piu'es et limpides sur raiguilb" ainiantéo soit ime action propre, mais dans beaucoup de circonstances, connue dans l»'s ('chantillons cites plus liaut,roffoi |)rovient du mélange àv. fer, car il faut bien peu de ce métal pour donner lieu à des effets sensibles; dans les locbes répandues à la surface de la terre le second eilel 1 emporte

CHàPITHE VII.

donc de beaucoup sur Faction propre qui sei'ait prodoite par les substances isolées si elles étaient pures. Quoi qu'il en soit, lés nombres indiqués plus haut représentent combien, sous un volume déterminé, il y aui*ait en poids de particules magnétiques susoeplibles d'exercer la même action que des particules de fer doux, ou du moins, combien il faudrait mélanger de ces particules avec les corps supposés inertes, pour donner lieu aux mêmes effets.

M. Hansteen a fait une observation que nous devons citer ici, car elle se rapporte à ce sujet. En 1820, il a trouvé qu'une tour exerçait une iufluence telle sur une aiguille aimantée, que cette dernière placée au pied oscillait plus vile au nord qu'au sud; à rextiéniité supérieure, c'était le contraire. M. llansleen en a tiré cette conséquence, qu'un objet vertical, quelle que soit sa ua* ture, a dans nos climats deux pôles magQéti(|ues dis* tincts : le pôle sud dans le haut, le pôle nord en bas. {Annales de pfysù/iœyX(omé XVll, p^ 33i .) 11 serait à désirer que Ton put s'assut^er «i la 4mb|^;flonstîtiiai|ta de la tour a produit seule une aottoalima' cette circonstance, al, que Ton fit de nouveau' des rècherches^^aiis cette direction, afin de constater si un effet semblable se manifeste rérilemênt «ous l'inSuenoe des masses qui ne sont pas des lodie^.ft^rfugiBCUses proprement dites. y Lorsque les rochdi contiennent du fer, 1 action exmée par elles peut être très-énergique; il résulte de là que sous l'influence terrestre elles peuvent posséder la propriété polaire et constituer des aimants permanents.

Les variétés de fer oxvdulé possèdent la propriété polaire, de même que le protoxvde de fer; on distingue particulièrement le fer oxydulé cristallisé eu octaèdres réguliers, ((ue Ton trouve en abondance dans les terrains serpeutiuoux. C.es terrains possèdent eux-mêmes la propriété polaire, et peuvent en conséf|uence être considér^ comme des aimants d'une grandeur colassale. Nous cîteroDs, entre autres, les exemples suivants : Hiri#||)plfg , près de Zell , s'élève au milieu d'un vaste plateau, à la pointe N.-O.du Fichteigebirge. mon-

58o DE l'action HffAGlfénQUR DU GLOBE.

tague est dirigée du S.-O. au N.^K oommè les roches primitives et intermédiaires de ces contrées ; elle appartient au groupe de serpentines enclavées dans les schistes chloriteuz et amphiboliques. Dans la chloritei les parcelles de fer ozydulé sont visibles à Tcril nu, tandis que dans les autres roches on découvre le fer en pulvérisant la masse et en la réunissant avec un barreau aimanté. Les istrates de toutes ces roches sont . parallèles à Taxe longitudinal de la montagne, qui iigit à 7 mètres de distance.

On a cru observer que les roches du Heidelberg qui ont le [)lus lie magnétisme polaire sont aussi celles dont la pesanteur spécifique est la plus grande. Ce qu'il y a de remarijuable dans le mayiiétisnie de cette montagne, c'est la disti ibution et le parallélisme de ses axes magnéti([ues. M. de Ilumboldt a observé que les pôles nord sont tous situés à la pente S.-E. , et les pôles sud à la pente N.-O.; de sorte que les pôles homonymes occupent une même pente. parallélisme des axes est constant à Textrémitc N.-£ et dans son centre^ mais fort pe^ sensible à Textrémité S.-O.y oit les roches chlt^^î^ettaiis , amphiboliques et talqueiisea passent à la vraiè serpentine. Les points d^indifférence sont placés aux extrémités N.-£. et S.-O. de la monta- - ^gne, c'est-à-dire aux extrémités de Taxe longitudinal - .0U Heidelberg , ou selon la ligne qui détermine la dî- ITMtîon.des oouçhes; les axes magnétiques sont perpen-

-^^^mMéJ^i^^^ de oellesKsi.

if^Ê^^HMùi^i g'.« supposé que Torîentation de ces ftxes peut 1>ien être l'effet de tremblements de terre, qui, dans les grandes catastrophes de notre planète , ont agi longtemps dans les mêmes directions. M. de Kumboldt a cru voir efTectivement changer, dans rAmériquc méri- ' dionale, l'inclinaison magnétique, à la suite d'un tremblement de terre, l'intensité des forces étant restée la même. Il serait à désirer que l'on pût savoir si la direction des axes magnétl([ues est constante, nu si elle change avec la di^eclion du méridien magnétique.

CHAPITEE VII. 58 1

Le maffiiétisme polaire de ces roches qui renferment des parcelles ou de petits cristaux de fer oxydulë , est

souvent bien plus puissant que le magnétisme polaire de ces grandes masses de fer oxydulé qui forment des couches dans les montagnes primitives, et qui ne sont

f)oint en contact avec Tatuiosplière ou rapprochées de a surface du globe.

M. de IIum])()ldt a trouvé, près de Voisaco, entre Almageur et Pasto, h 2or)o mètres do iiauteur au-dessus de la nier, une roche de porphyre tracliytique (jui offrait en petit pi'osfpie les mêmes phénomènes que la montagne magnétique de Franconie. Sur la pente orientale du ChimborazOy MM. de Uumboldt et Bonplaad ont trauvé ' aussi un sroupe de porphyre trachytique, en colonnes pentagonaueSi dont le magnétisme polaire agit à i mètre de distance. '

$ IL — Des opinions émis es sur tontine du magnélLsme lerrestre,

Gilbert est le premier qui ait avancé que la terre ^ devait être considérée comme un^aimant puissant dont ' Taxe coïncidait sensiblement avec Taxe terrestre. M. Hansteen, tout en adoptant cette opinion ^ a admis Texistence d'un autre p6le magnétique dans les régions boréales , sans le({uel, suivant lui, il n'était pas possible d'expliquer tous les phénomènes magnétiques observés : il faudrait donc admettre qu'un second aimant traversât le globe dans la direction d'un diamètre, ce <jul donnerait nécessairement deux pôles magiK'tiques nord et deux pôles magnétique sud. Il n'est pas prohahie (ju'il en soit ainsi; les efléts secondaires et les inflexions des lignes isodynamiques et des méridiens tiennent à des causes locales dont il est difficile de se rendre compte. M. Hansteen cherche la cause du magnétisme terrestre dans le soleil, et il base son opinion sur la marche des oscillations (Tîurnes de Taiguille aimantée. Le soleil est considéré par lui comme possédant un ou plusieurs pôles magnétiques qui occastomient une différence dans le magnétisme de

58a DB L*ACTIOH M AOKiTlQUK DU 6LOBB.

la terre suivant sa position par rapport h cet astre. £n adoptant cette hypothèse , la principale difficulté n'est

droit de detnander la cause de la force magnétique de eet astre.

M. Biot ayant cherché à lier par le calcul toutes les ohsérvations relatives au magnétisme terrestre qui avaient été fiiites avant et pendant la période du voyage de M. de Humholdt en Amérique, a considéré la terre

comme un aimant dont la distance des pôles était d'une quantité indéterminée; il est parti ensuite de ce principe que le pouvoir de cljacun de ces pôles variait en raison inverse du carré de la distance au point sur lequel ils agissaient; il obtint ainsi une expression générale de la direction de l'aiguille aimantée. En Aiisant varier la distance indéterminée et comparant les résultats de l'expérience avec ceux du calcul, il trouva ({ue plus les pôles étaient rapprochés, plus ces résultats s'accordaient ensemble, et que les difTéreuces étaient réduites au minimum quand les deux pôles se trouvaient infuiiment près l'un de l'autre et à trè^-peu de distance du centre de la terre.

Les lois déduites de cette hypothèse s'accordent parfaitement, suivant M. Barlow« avec celles d'un corps soumis à un magnétisme passager par influence. Il s'agissait de montrer quelle espèce de magnétisme pouvait communiquer à la terre tous les effets connus; les courants électriques sont venus à son aide et il a admis^ comme Ampère Tavaif: supposé avant lui, que des courants électriques circulaient autour du globe. L'expérience a confirmé ses prévisions : en entourant un globe en bois avec des fils métalliques enroulés de l'est à l'ouest, et parcourus par des courants électriques dans le nie me sens, le glohe a produit sur une aiguille aimantée soustraite à Tinflnenee terrestre et placée dans diverses positions le même genre d'action que lu terre lui imprimait dans des ])osirH)ns analot^ues.

Les ÏUits exposés prcccdeumicnt iciidcut donc à dé-

ulement éloignée, puisqu'on est en

loooirer que les ptiéuoinènes magnat ic| nés de la terre pourraient être produits par do rélectricitc eu monvemeut. Il ne faut pas se dissimuler les diflicultés que ToD rencontre pour expliquer Texistenoe des courants électriques à la surface de la tei rc; en mettant de côté les courants qui ont une origine voitaîque f dont la production serait diilicile à concevoir^ on ne peut que supposer l'eustence de courants therme^ectriques dus à l'influence solaire. Si Ton fait attention quo>. toutes les substances qui composent la croûte du globe, à peu d'exceptions près, sont de mauvais conducteurs, et qu'il n'y a guère que les terrains humides qui oonduisent.ré-f lectricité , on s'explique difficilement leur production.

Nous devons faire remarquer qu'il peut se faire qu'une partie de l'état magnétique tlu globe soit permanente à l'époque actuelle. En efïet , admettons l'état magnéti(|ue tlu yiobe au iiioiiH iit on il s'e^I manifesté, à l'origine des choses, et siip|H)sons (|ue 1rs eoiic hes qui composent la croûte du ^lohe se soient ( oiisulidées sous l'influence de cet état magnétique: les divei ses roches qui exercent toutes une acii-Mi nH!* raionillc n i îîtî<'r , aetioii peu énergique il est vrai par rapport au ter, mais ma- ' nifeste, ces roches, disons-nous, se sont constituées dans un état d'aimantation qui fait actuellement partie inté-, graute de la résultante terrestre en chaque lieu.

.Les variations diurnes mettent bien en évidence que le magnétisme est influencé par Taction solaire; mais est-ce une cause perturbatrice due au rayonnement solaire qui produit ce changement? ou bien, est-ce la force magnétique elle-même qui subit ces modifications? C'est ce que l'on ne saurait décider actuellement. Les vai-iations annuelles, de même que les variations diurnes montrent bien que plus la terre est échauffée, plus les va-^ riàtions sont fortes; en outre, 1 etc, Tamplitudedes variationsest plus forte qu'en hiver. En supposant que ce soient des courants iherino-(''leetri(|ues (jui donnent lieu au magnétisme lei i cslre, on eouroit très-bien (|ut; tous les jours ce soit vers le méridien le plus échaurié que se trouve

5ô4 i>s l'action magnétique du globb..

le maximum de perturbation , et qu'ensuite dans le courant de l'année, à Fépoque des plus grandes chaleurs, on observe une période analogue.

On en est donc encore réduit à des conjectures , de sorte que l'c^rigine du ningiiétisuic terrestre n'est pas connue; on ne sait si la terre, (jui agit comme un aimant, doit sa propriété magnétique h une action par influence, à des courants électricjues , ou bien, en partie ou en totalité, à un état magnétique de la matière composant la croûte du glc^e.