CHAPITRE IV

et par sa pression tend à pénétrer partout , entre les molécules des liquides comme dans les intersticrs des roches; I eau en contient, de même que les vi'gétaux et tous les composés organiques; la terre, les pierres poreuses en sont imprégnées, et cela d'autant plus que la pression est plus considérable. On voit donc ((ue l'air qui se trouve à la surface de la terre n'est pas limité à la portion qui est à l'état gazeux dans l'almosphère , et qu'une fraction notable de ses éléments constituants a pénétré leseauxde l'Océan et les interstices des terrains. QueUjues personnes ont été jusqu'à supj)oser ([ue l'air qui compose ratn)osplière n'était (pi'une partie de l'atmosplièn; intérieure qu'ils supposaient devoir exister; mais l'élévation de température due à la cbaleur centrale s'oppose à la condensation des gaz, et doit limiter la présence de l'air dans les couches profondes.

11 est facile d'avoir une valeur approchée de la (piantité d'air qui est ainsi engagée dans les eaux de l'Océan : cela résulte des observations que l'on a faites sur l'absorption des gaz par les liquides. A la pression ordinaire de •76'"" , l'eau de n>er absorbe à peu près entre deux et trois centièmes de son volume d'air: seulement, la proportion d'oxvgène est plus forle que dans l'air ordinaire (1). Celte proportion de gaz dissous dans l'eau augmentant avec la pression, de telle sorte (jue, d'après la loi de Dalton, le volume de gaz dissous reste le même sa force élastique étant changée, on serait porté à croire

(1) D'après un travail récent de M. Lcwy (//«/i. de phjrs. et de c/tim., série, t. XVII, p. 5), l'eau de mer, à sa surface^ contient sur li^'^fl^S^ en moyenne à peu prés ya""'- de gaz à la pression de 76""'- Ce ga7. est en moyenne un mélange de 14"'" d'acide carbonique, afî d'oxygène et 5a d'azote, plus un peu d'hydrogène sulfure; en outre, dans le courant de la journée, les proportions de ces gaz éprouvent des variations : l'oxygène se montre un peu plus tort le soir que la nuit, et l'acide carbonique niarclie en sens lu verse; l'action de la lumière sur les matières organiipies j«)ue le principal rôle dans ces variations. En général, l'air qui est en dissolution dans l'eau contient 3i pour 100 d'oxygène, tandis que dans l'air la proportion est de 21 pour 100.

ag6 DK L*ATJIIOSPlràEE.

que lie Peau puisée à looo mètres, et supportant une pression de loo almosplières, contient loo fois plus de gaz que celle qui stationne à la surface de la mer. Or les résultats de (|uel(jues expéi ienccs sont en désaccord avec celte théorie: l'eau de mer puisée à diverses profondeurs renferme à peu près la même quantité absolue de gaz. M. Aimé {Aimâtes de physique et de chimie^ 3* série, . t. VU, page 5oi) rend compte de cette anomalie, en supposant que le gaz absorbé, glissant entre les pores des liquides, se répand uniformément de la surface au fond, car lean est très-peu compressible, et la pression des particules liquides doit être supportée par Teau ellemême. I)ans cette bypothèse, la force élastique du gaz dissous doit néanmoins augmenter de la surface au fond, ces gaz étant pressés par le poids des couches gazeuses supérieures; mais vu la faible proportion de ces éléments, il est permis dans le calcul de négliger cette augmentation. On peut donc admettre en r»umé de l^iren volume dans la masse des eaux de4*0céan; à peu près i^^.-^— en poids, ou bien -.ooVuoo» Or, en supposant que la masse des eaux de l'Océan équivaille a peu près à looo mètres d'eau répandue sur tout le globe , le poids de Fair contenu dans cette masse serait ■ „ „Vo u iooo mètres deau, ou bien équivalente à une couche d'eau de 33 millimètres. La quantité d'air qui est ainsi absorbée dans l'Océan ne dépasse donc pas

1® . oV» ®" TïT <lc la masse d'air restée dans 1 atmosplière.

L'atmospbèic pressant sur tous les corps (|ui sont à la surface de la terre, rhomnie,qui présente une superficie d'environ i '",5, supporte donc une pression de plus de quinze mille kilogrammes, qui ne l'alTecte pas, tant que les Iluides renfermés dans l'intérieur de son corps ont une force élastique capable de lui faire équilibre. Si celte force élastique diminue , la pression atmosphérique influe. Voilà où il faut aller chercher les causes de l'influence qu'exercent les variations barométriques siir les phénQmènes deila vie organique.

CBAPITAE IV. 297

Pour s'en ronvaincre, il suffit d<; s'élever dans un ballon ou de gravir une montagne Irès-élevée ; le poids de l'air extérieur ne suffisant plus pour comprimer les liquides et les i^az que renferme notre corps, la respiration devient haletante; les poumons fonctionnent plus rapidement, parce qu'ils ont besoin de la même (|uanlitc d'oxygène pour entretenir la vie; il arrive enfin un instaal ou le sang passe du dedans au dehors, d'où résulte les saignements de oez et les hémoptysics auxquelles sout sujettes les personoes qui habitent les hautes régions du globe. Cest pouroe motif que les religieux du grand Saint*6ernard ne peuvent habiter Thospice que pendant quelques années.

La diminution de pression avec la hauteur influe sur les qualités des eaux dans les riions élevcesy et par conséquent sur la vie organique. En effet Teau coulant à la surface de la terre renferme toujours de l'air, cpii contient plus d'oxygène que Fair libre; cet air s'échappe du liquide em s'élevaiit dans l'almosphère par suite de la diminution de pression : or Peau convenant d'autant mieux à l'économie animale qu'elle renferme plus d'airy puisqu'on sortant des souixses elle affecte souvent les organes de la digestion, il s'ensuit que, sur les hautes montagnes, elle est moins potable qu'à la surfiice de la terre, c est-à-dire au niveau des mers.

I>e baromètre donif&nt le poids de la colorine d air qui se trouve située au-dessus de l'ohservatrur, il en résulte que la liaulcui' de la colonne diminue à mesure que l'on sY'lève dans l'air. On s'est proposé de déduire la hauteur dont on s'est élevé, de la différence des deux colonnes de mercure, au niveau du sol et au haut de la station. La solution de ce problème est assez compliquée , attendu qu'elle dépend des variations de la densité de l'air, des causes sans nombre qui troublent sa température, et du degré d'humidité des couches atmosphériques; néanmoins on est parvenu à établir une équation qui donne assez exactement les hauteurs quand on oon>' uait ces divers éléments. n ^ ' -

9g8 DE tfkfuosnkKÊ.

Afin d'éviter les calculs qu'exige la forimiie que nous rapporterons dans l'appendice, à la lin de cet ouvrage, ou a fait des tables qui donnent les Imuteurs des montagnes ou des élévations, lorsqu'on connaît les divers éléments de hauteurs barométriques, de température. Une des tables les plus commodes est celle d'Oltmanns; on la trouve dans V ^nnunirr du bureau des longitudes, {Foyez Tappendice a la fin de l'ouvrage.)

Nous n'entrerons dans aucun détail touchant la forme et l'usage du baromètre; cet appareil, Tun des plus pré» cieuxde la physique , conjointement àvèc le thermomètre, doit toujours être observé par les météorologistes : il est décrit avec détail dans tous les ouvrages élémentaires tie physicjuc , oii Ton trouve la disposition des baromètres les plus portatif , et toàtes les corrections nécessaires relatives à la température et à la capillarité.

§ II. — Composition de l'atmosphère.

L air pris à une certaine distance de la surface terrestre a tbujours sensiblement la même composition, abstraction faite de la vapeur d*eau, du gaz acide carbonique t et des matières accidentelles qu*il renferme ordinairement.

D après les demièrps analyses &ites par MM. Dumas et Boussingault [Annales de physique et tle chimiCf 3^ série, t. III, p. 257), sa composition est :

En pouis : Én volàne <

a3,oi d'oxygène 20,81 d*oxygctie

76»99d*aaote 79,19 d*azotc

L'air rifpportë de 7000 mètres de tiauteur par M. (>ay-Lus8ac, lors de son voyaye* aérostatique , avait la même composition que celui qui se trouvait à la surface de la terre. Les expériences de M. Boussttigatrit en

CIUPITAJi IT. a^g

Amérique, celles de M. lirunncr dans les Alpes, conduiscnl aii\ iru'incs conclusions. Cette similitude dans les résultats dépend de ce (jue les courants d air et les variations continuelles de densité mélangent sans cesse les couclies atmosphériques.

Kn est-il iMicorede même à des hauteurs plus considérables? Cela n'est pas prohahle ; car l'azote et l ow^ène étant à l'état de mélange et non de combinaison, les gaz doivent s'arranger suivant l'ordre des densités , eu égard, bieo entendu, à la loi d'expansion, c'est«ii-dire qu'ils se comportent comme deujL atmosphères distinctes , le plua dense devant $*ëtendre moins loin que l'autre; de sorte que la proportion d'azote, dont la densité est 0,9^2 celle de Tair étant i, doit s'accroître à mesure que Ion s'élève dans Tatmosphèiti; tandis que roxjrgèue, dont la densité est 'iio57, et qui est le plus dense, doit se troUf ver en pim.gfanda proportion àla surface. Suivant cette hvppthès^9^à 70Q0; mètres y ces derniers gaz n'entreraient plus qiie pojttr ig. centièmes dans le voluma de l'air; mais, jusqu'à présent, l'expérienca n'a pu constater une telle différence , attendu que cette évaluation' suppose l'air tranquille, et qu'entre ces limites il est conti^uck lemeut agité. < i . . -V»' vii-^nq-

La composition de l'air varîe entre de trè»-&ibles li^ mites : quand il pleut, l'eau condensée dissout plus d'okjgène que d'azote; quand il gèle, l'eau abandonne ces mén mes gaz ; l'eau qui s'évapore en rend aussi à ratmosphèra** L'air, outre l'oxygène et l'azote, renferme du ga«acide carbonique, dont la (juantilé est en moyenne de ^ , ^ du volume de l'air; il est prohahle (jue cette proportion n'a pas été la même aux dinérentcs époques géologiques, connue nous l'avons dit en parlant des climats; mais actuellement elle varie peu , car la quantité qui s'échappe des volcans du Nou venu-Monde est à peine appréciable, eu égard à la grande masse de ratmosphère. Ce gaz est essentiel à la vie végétale; les animaux, par l'acte de la respiration , sont de véritables foyers de combustion , qui rendent sans cesse à Tair des quan-

3oo

DE L* ATMOSPHÈRE

tités d'acide carbonique équivalentes à peu près à celles que consomment les plantes; mais la tendance des gaz à se mélanger, et les vents, tendent a faire disparaître les différences momentanées dues à ces causes secondaires. Elles ont été cependant appréciées par M. Th. de Saussure, qui a fait un travail très-étendu sur les variations de Tacide carbonique, duquel il résulte que l'air, à midi, renferme , l'a^.*„, et pendant la nuit de son volume de gaz

acide carbonique; en moyenne «î peu près quatre dixmillièmes. Les deux causes principales auxquelles ce chimiste attribue les variations de ce gaz, sont : i" les changements qu'éprouve le sol, soit par son humectation, qui soustrait l'acide carbonique, soit par la sécheresse, qui le développe; a" le^ influenct^ opposées de la nuit et du jour, l'obscurité augmentant et le jour diminuant la proportion de ce gaz. 11 a constaté, en outre , (}uc les couches supérieures renferment plus d'acide carbonique que les inférieures; que la variation, |KMidant le jour et la nuit, n'est que peu ou point sensible dans Les couches supérieures; qu'un vent violent augmente ordinairement pendant le jour l'acide carboni(|ue dans les couches atmosphériques inférieures, et il y détruit, en tout ou en partie, l'augmentation que ce gaz éprouve, dans un temps calme, par rinfluence de la nuit.

On ignore si les vai'iations, dans la quantité de gaz acide carbonique qui se trouve dans Tair, peuvent exercer une induencc sur l'économie générale de la nature ; mais il est indispensable de les signalei* comme éléments météorologiques. Quoi qu'il en soit, on peut rapporter sa disparition plus ou moins grande, pendant le jour , à la quantité qui sert à la nutrition des plantes; et comme ses proportions sont relatives à la nature du terrain et à son degré d'humidité, elles doivent être prises en considération dans la salubrité des climats. On ne sait si la proportion d'acide carbonique restera toujours la même, et si les diverses causes qui tendent à le produire ou à l'absorber se contre-balancent actuellement ; l'avenir seul et les expériences qui se continueront pen-