TACHES

Rien à constater jusqu'au «5. Ce jour, il y eut une petite éruption au bord est.

La tache parut le lendemain .

Elle crût sensiblement jusqu'au 3o ; elle mesurait alors

SOLAIRES

bourrasques qui passèrent alors sur Rome.

Le 95, Texcursion du bifilaire fut le double de la moyenne des huit jours précédents. L'aiguille parcourut 10 divisions. Le 3o, elle en fit i3<»»% 2.

mna

Le calme du mois de juillet se continua pendant le mois d'août, principalement du i" au Qo.

Une observation intéressante se fit le 3 août. On vit très-distinctement dans la partie centrale du disque un groupe de faeules, disposé le long de Téquateur solaire.

Le 3, elles avaient presque complètement disparu, et, à leur place, dans la région la plus avancée, près de la tache du 26, il s'était formé un petit groupe.

Les dessins du 4 > du 5 et du 6 manquent.

Le 7, le groupe était arrivé au bord, et l'on put constater qu'il n'était pas encore en repos ; mais l'éruption était très- faible.

Le a août, le maximum du bifilaire tomba de 5 dn visions.

Le 3, la perturbation fut générale. Le maximum du déclinomèlreet le minimum du vertical furent en retard de deux heures, et le bifi' laire n'eutque son minimum secondaire.

Le 6 août, le vertical sem« bla paralysé ; il parcourut à peine 3dl»; il eut un second minimum anormal à 4''- Durant cette période, rien

ET MAGNëTISME terrestre.

Du 8 au ^o, le temps fut magnifique.* L'observation fat faite régulièrement tous les jours. La somme des aires troublées s'éleva à a'

Le 21, un commencement d'activité se manifesta. Une petite tache se vit presque tangente au bord, et audessus d'elle le P. Ferrari dessina plusieurs jets.

Le 32, cette tache était suivie d*une seconde, plus développée et contenant deux noyaux. L'ensemble présentait une aire de i^mn gij gg trouvait à une distance moyenne de 7""»

de l'éqnateur solaire, dans l'hémisphère nord. Plus bas, sous réqnateur, à peu près à la même distance, il

à remarquer dans les instruments magnétiques. Un léger trouble se manifesta du 12 au 16; le vertical était fréquemment paralysé. Le maximum et le minimum des divers instruments se produisaient en dehors des heures tropiques. Les deux groupes de facules qui passèrent alors sur le Soleil furent-ils la cause de cette perturbation ? Toujours estil qu'on ne constata aucun phénomène météorologique particulier, et que le temps resta très-beau.

Le 31, le mouvement du bililaire fut rapide et le vertical hors d'heure.

Le 33, perturbation dans les trois instruments, qui dura encore le 33 pour le bifilaire.

l8o TACHES SOLAIRES

y avait une belle protubérance hydrogénée trèsélevée.

L'agitation fut courte. Une des taches se ferma avant d'avoir achevé une demi-rotation. L'autre, qui était la , plus considérable, put être suivie jusqu'au bout de sa course.

Le a septembre, elle était sur le bord et offrait encore quelque reste d'activité. Un temps de calme succéda.

Le Soleil n'offrit plus ni taches ni facules impor- ' tantes. La chromosphère seule parut un peu agitée, eomme le prouvent les panaches dessinés au spectroscope.

Le lo, une petite tache se forma sur un méridien qui allait disparaître à cause de la rotation.

Le 1 3, il y eut une éruption un peu au-dessus de l'équateur. Le i4t tache et facules se trouvaient sur le disque; on ne distinguait encore qu'un noyau; le i5, on en voyait cinq.

Le bifilaire resta agité.

Son excursion moyenne fut de la divisions et souvent il était hors d'heure.

Le 2 septembre, le maximum du bifilaire correspondait au degré ii5 deTéchelle; le 3, il tombait à

Le 10, le bifilaire fit 10 divisions. Il fut hors d'heure> ainsi que le déclinomètre.

Le vertical était paralysé.

Le 1 3, le vertical seul fut sensiblement agité. Le i4r le trouble se fit sentir en-core sur le bifilaire. La perturbation fut maximum le 16; elle affecta tous les instruments^

Le 17, le bifilaire fit encore iGdiY; le 18, le vertical des-

ET MAGNETISME TERRESTRE. l8l

Une autre éruption se produisit le i8, malheureusement au bord occidental .

Le 29, après une interruption de plusieurs jours^ un petit groupe était sur le disque. Sa position avancée indiquait une formation récente.

Le i*' octobre, formation d'un groupe qui, réduit le I "^ à trois pores, mesurait, le 3, II""".

Les dessins du 5, du 6, du 7 réTèlent plus d'activité dans la partie occidentale de l'astre. Trois groupes s'y développaient; leur superficie augmenta chaque jour, malgré Teffet de perspective qui devait la restreindre.

Du 10 au 17, ciel couvert.

Le 18, deux groupes de facules d'un grand éclat étaient à l'orient. Elles contenaient des petits pores à peine visibles.

L'agitation augmenta. Le 19, un d'eux formait une petite tache de 5""°.

cendit fortement et les trois aiguilles furent hors d'heure.

Le bifilaire resta plus ou moins irrégulier.

Le 36, sa course devint ascendante; il monta jusqu'au 29. Le 29, petite perturbation dans les trois instruments. Le 3o, elle fut plus considérable.

Les bourrasques qui passèrent sur Rome pendant le mois d'octobre influencèrent probablement les mouvements des aiguilles; mais l'action de l'activité solaire y est encore frappante. -

Le a octobre, il y eut une perturbation sensible, surtout dans le bifilaire, qui fit une excursion de 17**% 5.

Le 5, il y en eut une dans le déclinomètre et le bifilaire. Le 6, elle fut générale et persista, le 7, dans le bifilaire et le vertical.

Le 17, le bifilaire ne fit que 3diT, 8, et le déclinomètre et le vertical furent hors

d'heure. '

Le 18, l'oscillation du bifilaire se réduisit à 3diT,6, et, le 19, à 2diT, 2. Celle du

l8a TACHES

Nouvelle interruption.

Le 23, une belle tache était entrée sur le disque.

Elle mesurait i3""", quoique très^prèsdu bord. Elle avait deux noyaux, et la pénombre était particulièrement nette.

Le 38, la tache avait dépassé le 1 du rayon ; elle était formée de trois grands noyaux, et sa superficie mesurait 35""".

Le I" novembre, il y eut recrudescence. On vit ce jour quatre noyaux, bien que la tache se trouvât tout près du bord occidental.

Temps contraire aux observations.

Le i3, on réussit à prendre l'image du Soleil; il n'y avait que quelques facules au bord occidental.

Le 17, apparition d'une tache qui fut le commencement d'une période plus active. Le 18, la tache était un petit groupe de S""*. Le 19, une seconde se forma à l'improviste. Deux autres succédèrent et le 24» der-

S0LAIRE8

vertical fut 3dl^, i et 3««^,2.

Le a4» nouvelle perturbation du bifilaire, de même caractère que la précédente ; l'aiguille oscilla entre a<lt% 5.

Le soir, le vertical fut à son tour agité, et le 25 commença une série de perturbations, qui affecta plus ou moins tous les instruments. La plus forte eut lieu le 28.

Le I*' novembre, l'oscillation du bifilaire fut de i3 divisions. Le 3, elle fut plus grande et l'aiguille descendit de 20 divisions. Le déclinomètre en parcourut 8; or, la moyenne de cette saison est 3 divisions.

Du 4 au 10, marche régulière.

Le II, légère pertui-bation dans le bifilaire. Le 12, elle gagna le déclinomètre et le vertical.

Le bifilaire resta irrégulier, à l'exception du 21 . Le caractère de sa perturbation fut d'avoir le maximum et le minimum hors d'heure.

Le 21, jour de l'apparition des deux derniers groupes, il fit II divisions (la

nier jour du mois où l'on put faire Tobservation, leur ensemble mesuraît So"^ et contenait quinze noyaux.

Les dessins manquent jusqu'au 7 décembre.

Le 7 et le 8, quelques facules sans importance.

Le II, le 13 et le i3, la chromosphère est agitée en différents endroits. Dans la région ordinaire des facules, les buissons d'hydrogène étaient nombreux, mais d'un pâle éclat.

Le i4i deux jets élevés et très-vifs sont observés et dessinés. Le i5, une tacbedela forme nucléaire entre sur le disque et se développe rapidement. Le 19, elle offre une superficie de 27"»»

et les facules qui l'accompagnent sont éclatantes. En même temps que se développe la tache principale, plusieurs pores se forment à l'improviste, quelques-uns «'entourant de nombreuses facules. Enfin, des pores apparaissent le 36 et deviennont taches le 37.

moyenne

du mois

iB3 est

Le 6 décembre, le bifilaire fit encore une grande excursion. 11 fut généralement irrcgulier jusqu'au a3.

La courbe est la plus irrégulière le 16, le 17 et le 18.

Le 18, aurore boréale à Saint-Pétersbourg. Celle-ci coïncida avec l'époque où la tache présentait ses plus grandes modifications. Le 19, le noyau principal était divisé et les deux parties séparées par un pont lumineux très-brillant.

Le !i3 et le 34, les instruments furent tranquilles Le 35, la perturbation recommença; le 36, l'oscillation du bifilaire fut trèslarge. Après une série de petits mouvements, il monta de 19 divisions et resta troublé toute la fin de décembre.

l84 TACHES SOLAIRES

«( Les résultats de ce parallélisme s'imposent, ajoute M. Spée. Les deux plus fortes perturbations magnétiques de Tannée , celles de fin avril et de fin mars, coïncident avec les plus grandes taches, c'est-à-dire ont lieu lorsque l'activité du Soleil est maximum ; les unes et les autres grandissent et faiblissent en même temps. D'autre part, les mouvements de l'aiguille sont d'autant plus réguliers que le calme de la masse solaire est plus complet. Entre ces deux limites extrêmes, les oscillations irrégulières sont plus ou moins accentuées, selon que la chromosphère et la photosphère sont elles-mêmes plus ou moins agitées. Quelques-unes de ces perturbations magnétiques éclatent en l'absence de toute perturbation météorologique : pas de variations brusques dans la température, pas de changements soudains dans la direction des courants atmosphériques, pas de sauts dans la hauteur barométrique... , ce qui force à chercher en dehors de l'atmosphère l'origine de ces agitations mystérieuses. Enfin cette coïncidence n'est pas un fait isolé, propre à l'année 1875, mais elle se retrouve dans les années antérieures. Seulement, la rareté relative de ces phénomènes, dans l'année 1875, rend la coïncidence plus frappante.

» Si l'hypothèse que nous soutenons ici est vraie, il faut que les oscillations extraordinaires se produisent en tous lieux, modifiées tout au plus par des circonstances locales, dépendant soit de la latitude, soit de phénomènes météorologiques restreints. Mais, la marche de l'aiguille dans les différents lieux du globe étant généralement connue, l'oscillation extraordinaire doit pouvoir se retrouver. Or, il en est ainsi. Les

ET MAGNETISME TERRESTRE. l85

résultats auxquels sont parvenus Sabine et Loomis, en analysant les observations magnétiques de Kew et de Prague, résultats que les travaux du P. Secchi ont pleinement conGrmés, sont connus de tous les physiciens. Le môme parallélisme existe entre les courbes de Toronto, de Hobart-Town, de Washington, de Munich. En comparant les perturbations de 1872 notées à Rome avec celles qui s'étaient produites à la Havane, le P. Ferrari a trouvé une concordance extraordinaire. » Â Fappui de notre hypothèse concourent aussi les travaux de M. Tacchini sur la relation existant entre les aurores boréales (dont la connexion avec le magnétisme terrestre est depuis longtemps constatée) et les protubérances solaires. L'habileté de M. Tacchini dans la reproduction fidèle des formes si variées qu'affectent les protubérances est connue, et l'autorité dont il jouit dans tout ce qui concerne les études spectroscopiques est justement établie. Â la suite de nombreuses et délicates observations, ce savant astronome a été conduit à croire que les aurores polaires sont moins liées à la présence des taches solaires qu'à la formation de certaines protubérances. Celles-ci diffèrent des protubérances en général en ce qu'elles sont plutôt le résultat de modifications spéciales s'accomplissant dans la partie la plus basse de l'atmosphère solaire que d'un soulèvement de la chromosphère ou d'un transport de matières, provoqué par des courants externes. La mobilité excessive de ces appendices lumineux, la rapidité de leur formation et de leur disparition, la forme rayonnante qu'ils montrent quelquefois et leur extrême vitesse lui sont une preuve que ces

l86 TACHES SOLAIRES

phénomènes sont de véritables décharges électriques, et il n'hésite pas à les comparer aux aurores terrestres. Les grands changements dans l'état électrique du Soleil doivent produire, selon lui, un effet sur l'état électrique de la Terre, et de l'observation de ces aurores solaires il lui est arrivé de prédire l'apparition d'une aurore terrestre, prédiction plus d'une fois réalisée.

» Devant cet ensemble de faits qui marchent tous d'accord, qui embrassent un si grand nombre d'années et qui ont été constatés par d'éminents observateurs dans des lieux de la Terre très-éloignés les uns des autres, l'influence du Soleil, ou mieux celle de l'état physique de sa surface sur les phénomènes magnétiques, doit être considérée comme démontrée, et l'on peut se demander comment s'exerce cette influence.

» On admet que les phénomènes magnétiques, ainsi que les courants électriques, sont le résultat de mouvements qui s'accomplissent au sein de cette substance subtile et impondérable, pénétrant tous les corps, remplissant les espaces interstellaires, et appelée éther. Les aimants nous montrent que le fluide éthéré a, comme l'eau de la mer, ses mouvements réguliers, son flux et son reflux. Comme elle encore, il se trouve parfois violemment agité et ses mouvements tumultueux sont de véritables tempêtes magnétiques.

» L'agitation qui éclate tant à la surface du Soleil que dans son atmosphère peut rompre directement l'équilibre de l'éther du monde planétaire, et cette rupture peut se manifester à nous sous la forme de l'oscillation de l'aiguille. Mais l'agitation solaire pourrait se borner à produire des réactions caloriflques et chimiques dans

ET MAGNÉTISME TERRRESTRE. 187

Fatmosphëre des planètes, réactions qui, à leur tour, donneraient naissance à des courants électriques divers. L'action du Soleil serait alors indirecte, et cette seconde hypothèse s'accorde mieux que la première avec le$ caractères spéciaux et constants que présentent certains phénomènes électriques, les aurores boréales par exemple. »

En résumé donc, et en dehors de toute hypothèse, on voit que les observations concordent en faveur d'une correspondance réelle entre l'état du Soleil et le magnétisme terrestre. Les détails qui précèdent ont pu paraître un peu longs et un peu minutieux ; mais la question est si intéressante que nous n'avons rien voulu négliger pour rassembler tous les éléments de la discussion.

Plusieurs autres coïncidences curieuses plaident aussi avec éloquence en faveur d'une connexion intime entre le Soleil et le magnétisme terrestre. Voici, par exemple , un fait bien remarquable. Le i*" septembre 1869, deux astronomes, Carrington et Hodgson, observaient le Soleil indépendamment l'un de l'autre : le premier sur un écran qui recevait l'image du Soleil et de ses taches, le second directement dans une lunette, lorsque, tout d'un coup, un éclair plus brillant que le soleil éclata au milieu d'un groupe de taches. Cette lumière scintilla pendant cinq minutes au-dessus dea taches, sans modifier la forme de ces taches et comme si elle en avait été tout à fait indépendante ; et pourtant elle devait être l'effet d'une conflagration prodigieuse arrivée dans l'atmosphère du Soleil. Chaque observateur constata le fait séparément et en fut un instant

l88 TACHES SOLAIRES

ébloui. Or voici la coïncidence surprenante : au moment même où le Soleil parut ainsi enflammé dans cette région, les instruments magnétiques de TObservatoire de Kew, près de Londres, manifestèrent une agitation étrange, Taiguillo de déclinaison parut aiïolée. Mais ce n'est pas tout : une partie de la Terre a été ce jour-là enveloppée des feux d'une aurore boréale en Europe comme en Amérique. Le i*'' et le 2 septembre, on signala des aurores presque partout : à Rome, à Calcutta, à Cuba, en Australie et dans une grande partie de l'Amérique du Sud. Ces aurores furent accompagnées de violentes perturbations magnétiques, et sur plusieurs points les lignes télégraphiques cessèrent de fonctionner. — Comment ne pas associer l'un à l'autre ces deux événements si curieux?

Autre fait non moins remarquable. Le 7 juillet 1872, à S^'So™ (heure de Rome), le P. Secchi observa une explosion gigantesque survenue au bord du Soleil. Or une tempête magnétique s'est manifestée à Greenwich, à 5**, précisément le môme jour. Les indications ont commencé à ce moment, avec une soudaineté et une force extraordinaires, sur tous les indicateurs magnétiques, notamment sur l'aiguille de déclinaison, sur le magnétomètre de force horizontale, sur le magnétomètre de force verticale, sur le fil du courant de terre, dans une direction à peu près nord-est et sud-ouest, ainsi que sur le fil du courant de terre, dans une direction approximative nord-ouest et sud-est. La perturbation dura, tout en diminuant par degrés, jusqu'au soir du 9 juillet. Pendant une pajrtie du temps, elle fut accompagnée de lueurs aurorales.

£n rapportant cette tempête, M. Âiry ajoute :

( Je ne veux pas me hasarder sur la question du plus ou moins de connexité qu'il pouvait y avoir entre Texplosion solaire et la tempête magnétique terrestre', mais je ferai remarquer que si pareille connexité existe, la transmission de l'influence du Soleil à la Terre doit avoir employé 2** 20™, ou plus longtemps, si le P. Secchi n'a pas vu le commencement réel de l'explosion. Si ce point venait à être établi, ce serait un fait cosmique important. Et, en tout cas, la notification de ce retard apparent peut diriger l'attention des observateurs de phénomènes semblables, à l'avenir, vers un nouvel élément d'interprétation. »

L'étude du rapport entre les variations diurnes du magnétisme terrestre et le Soleil a été faite en Italie sous une autre forme, par M. Diamilla MuUer. Cephy* sicien proposa, en 1870, d'observer, de dix en dix minutes, pendant vingt-quatre heures, sur toute la surface du globe, la marche de l'aiguille aimantée.

L'observation a eu lieu à partir de minuit du 9.9 à minuit du 3o août 1870, temps moyen de Paris, dans près de 25o stations, dont 126 dans l'hémisphère boréal et i38 dans l'hémisphère austral. Partout on a observé l'aiguille de déclinaison, et, dans les stations où Ton possédait les instruments nécessaires, on a observé aussi l'inclinaison et l'intensité. Dans quatre stations, on s'est servi, comme contrôle, des instruments à enregistrement photographique : ces observations donnent une série de plus de 36 000 données. Voici les faits qui paraissent en ressortir :

1*" La marche <]es variations diurnes de l'aiguille

IIJO TACHES 80LAIRE9

aimantée se répète successivement sur toute la surface du globe suivant le temps locai, c'est-à-dire que les variations magnétiques se produisent sous une forme identique, en suivant la marche du Soleil ;

■i*" L'amplitude de ces variations, ou, pour mieux dire, la valeur angulaire de ces variations augmente de l'équateur aux pôles; on voit se répéter toutes les ondulations ;

S*" Les courbes graphiques indiquent au premier coup d'œil la différence de longitude des lieux de l'observation, et elles deviennent presque parallèles si on les rapporte au méridien du lieu de l'observation ;

4" Dans les observations de la déclinaison absolue, la variation annuelle sur toute la surface du globe augmente ou diminue proportionnellement, suivant la valeur de l'angle formé par Taiguille avec le méridien astronomique ; cette variation annuelle est de 2' près de la ligne zéro, ou sans déclinaison, et elle est de 7' dans les points où la déclinaison magnétique est égale à i4"; cette proportion se montre symétriquement à droite et à gauche de la ligne sans déclinaison, c'està-dire pour les points où la déclinaison est orientale et pour ceux où elle est occidentale;

5** Il serait très-utile, pour la navigation, de corriger les cartes magnétiques de l'Amirauté anglaise.

A la suite de cette observation simultanée du 3o août, l'auteur a proposé de suivre avec la plus grande attention les variations de l'aiguille aimantée à l'occasion de l'éclipsé totale de Soleil du 22 décembre 1870.

Pour bien déterminer la marche de l'élément magnétique dans les différentes stations, il avait pris

soin d* établir une série d'observations horaires pendant vingt jours avant Féclipse. Ces observations sont devenues continues, c'est-à-dire de deux en deux minutes, la veille, le jour de Féclipse et le lendemain. De cette manière, les précautions nécessaires étaient prises contre toute espèce de malentendu ou de surprise.

La marche régulière de l'aiguille aimantée était : minimum de déclinaison, de minuit à 2** du matin; maximmn^ de midi à 2'', en décrivant entre ces deux extrêmes une courbe régulière, dont l'amplitude variait de 10' à 16'.

Pendant les heures de l'éclîpse, l'aiguille aimantée aurait dû, en suivant cette marche régulière, constatée pendant vingt jours consécutifs, se trouver dans sa période ascendante, c'est-à-dire que la déclinaison devait augmenter, de l'est à l'ouest, jusqu'à son maximum, vers a** de l'après-midi.

« Au lieu de cela, dit l'auteur, aussitôt constaté Te premier contact de la Lune et du Soleil, le mouvement ascensionnel de l'aiguille s'arrêta tout à coup, rebroussa chemin, e.t, la valeur de la déclinaison diminuant au fur et à mesure que le disque du Soleil s'éclipsait, on arriva au /w//2//7îtf//j de déclinaison à i**58°* (temps moyen de Terranova, lieu de l'observation), juste au moment de la totalité de l'éclipsé, quand la déclinaison aurait dû être à son maximum,

» A partir de ce moment jusqu'au dernier contact, c'est-à-dire au fur et à mesure que le Soleil reparaissait, commença de nouveau le mouvement ascensionnel de l'aiguille, qui, à la fin de l'éclipsé, se retrouva exac-

tement dans la môme position qu^elle avait abandomié« au commencement du phénomène.

» Le lendemain, l'aiguille avait repris sa marche régulière.

» Ce phénomène, observé en Sicile par moi, a été constaté à Naples, au Collège Romain, à Florence, à Bologne, à Gênes et à Moncalieri.

» Par conséquent, pendant Téclipse du Soleil du 22 décembre 1 870 , la marche des variations diurnes a été intervertie. La grandeur de cette intervention diminue à mesure que Ton s'éloigne de la ligne de la totalité. >

Cette question avait déjà été étudiée en France, dès 1847, par M. Moïse Lion, qui adressa cette année-là à l'Académie des Sciences un Mémoire intitulé : Magnétisme terrestre ou Nouveau principe de Physique celeste^ dans lequel l'auteur annonçait que la force directrice du globe variait probablement pendant les éclipses de Soleil.

11 puisait cette opinion dans les résultats que lui avait fournis la discussion de toutes les variations périodiques bien déterminées des divers éléments du magnétisme terrestre, déclinaison, inclinaison, intensité et aurores boréales, résultats exprimés dans cette proposition :

Le Soleil agit sur la Terre comme un aimant sur un globe de fer y c'est-à-dire comme un solénoïde colossal sur un corps magnétique ; son action directe et simultanée sur notre globe et sur l'aiguille aimantée produit les principales ou plutôt toutes les variations /iériodiques du magnétisme terrestre.

Quatre années plus tard, pendant la durée de

ET BlAGNÉTISlfE TERRESTRE. igS

réclipse de Soleil visible dans sa totalité à Dantzig (le 28 juillet i85i), M. Lion fit osciller une aiguille aimantée à Beaune et trouva que le nombre des oscillations, qui n'était que de 3i J, puis Sa, avant Féclipse totale, s'éleva à 33 pendant la conjonction, puis redescendit à 32 et 3 1 1. Il envoya ce résultat à l'Académie; Ârago, attribuant les variations à des courants d'air, n'inséra les détails de l'expérience et le nombre des oscillations que lorsque M. Lion, assisté de deux collègues, eut refait l'observation pendant Féclipse (invisible en Europe et visible dans l'Océanie, entre le cap Hom et le cap de Bonne-Espérance) du 21 janvier i852, et trouvé encore une augmentation de l'intensité magnétique du globe.

Le 17 juin suivant, des observations furent faites à l'Observatoire de Paris et aussi à Beaune : les résultats furent négatifs, comme l'annonça le Rapport d' Arago, inséré dans les Comptes rendus du 14 mars i853, et il n'y eut plus d'autre vérification faite cette année -là. Enfin, pendant l'éclipsé du 6 juin i853, des observations comparatives eurent lieu à Paris et à Beaune, et cette fois les»résultats furent discordants. L'Académie ne s'occupa plus de la question; mais, dans la séance du 11 juin i853, elle accusa réception d'un document envoyé par M. Lion, à ce sujet, et d'une Note de M. de Guppis relative à des observations faites sur le même sujet par trois savants italiens.

M. Lion parait s'être désintéressé de la question jusqu'en 1871, époque à laquelle, se trouvant à Alençon, il examina, pendant l'éclipsé de Soleil du 1 1 décembre, si quelques manifestations seraient visibles

Flammarion» — IX. 9

ig4 TACHES SOLAIRES

sur l'aiguille aimantée. Il ne constata aucune espèce de variation, ce qu'il attribua à l'insuffisance de la boussole dont il se servait.

11 parait en avoir été autrement au Bureau télégraphique de la même ville, où M. Triger, inspecteur, et MM. Grard et Laisement ont cherché à reconnaître si, pendant l'éclipsé, des courants électriques traverseraient les conducteurs télégraphiques préalablement mis en communication avec la Terre à leurs deux extrémités.

Un galvanomètre à aiguilles astatiques, détaché d'im appareil de Melloni, appartenant au lycée, ayant été introduit dans le circuit télégraphique, éprouva les perturbations suivantes :

De a^'S" à 2" 7°* du matin, oscillations très -prononcées, variant entre zéro et 10** à l'ouest.

De S'^o^S* à 3**a° i5% mouvement d'oscillation s'étendant jusqu'à 8** à l'ouest.

De 4"^ 5" à 4'» 6"*, légères oscillations s' étendant à / à l'ouest.

De 4*»3o° à 4"3i", nouvelles légères oscillations s'étendant à 2* à l'ouest.

De 3*^54" à 3*» 55™, écart de i* à l'ouest.

De 6" 4" à 6»» 5", oscillations s'étendant jusqu'à 3o" à l'ouest.

De e»* 9™ à 6" 12", oscillations s'étendant jusqu'à 5" à l'ouest.

En dehors de ces intervalles de temps , on ne re« marqua ni agitation ni déviation de la boussole.

Ces oscillations étaient-elles dues à l'éclipsé? Michez. directeur de l'Observatoire de Bologne, a comparé entre

ET BIAGNÉTISME TERRESTRE. 19^

elles les observations faites à Greenwich, pendant toutes les éclipses, visibles ou non visibles, comprises entre la {Période de 1842 à 1847, et à l'occasion des éclipses risibles des i5 mars t858, 18 juillet 1860, 19 octobre i865, 8 octobre 1866 et 5 mars 1869.

De ce travail, que l'on peut du reste très-facilement îontrôler, il résulterait une certaine probabilité en feveur de Faction des conjonctions écliptiques sur le nagnétisme terrestre.

Ea eflPet, tant pour les éclipses visibles que pour es invisibles, Faiguille de déclinaison à Greenwich a ité écartée généralement de sa position moyenne. Dans lé but de reconnaître si les variations exraordinaires de la déclinaison de l'aiguille aimantée, ►bservées en Italie à l'occasion de l'éclipsé de Soleil lu 22 décembre 1870, se sont répétées pendant l'élipse qui a eu lieu le 12 décembre 1871, M. D. MuIIer fait faire des observations analogues à Batavia et à Iflitenzorg, île de Java, pendant cette dernière éclipse. A Buitenzorg {6°35'45" lat. sud, io6°47'22" long. Bt de Greenw., 265" au-dessus du niveau de la mer), éclipse devait être totale ; à Batavia (6* i l'o" lat. sud, 06° 49' 45^ long, est de Greenw^., 7™ au-dessus du nieau de la mer), la grandeur de l'éclipsé devait être ,992, le diamètre du Soleil étant i. La ligne centrale issait à une distance de 5g kilomètres de Buitenzorg 'de 102 kilomètres de Batavia. Batavia et Buitenzorg aient donc deux stations très-bien situées pour faire s observations.

Pendant les heures de l'écIipse , l'aiguille aimantée )vait, en suivant sa marche normale, se mouvoir régu-

ig8 TACHES SOLAIEES

rations et conduira à des points de vue nouveaux et à des rapprochements inattendus.

Le travail de M. Cornu est la continuation du beauj Mémoire d'Angstrom sur le Spectre normal du Soleil et son extension au delà du spectre visible, auquel le savant suédois s'était arrêté. Il s'étend sur la partlCj ultra-violette de ce spectre.

L'étendue du spectre varie dans le même sens que la hauteur du Soleil au-dessus de l'horizon. L'expérience montre que le maximum d'étendue se présente! entre ii** du matin et i** 3o™ de l'après-midi.

Comme on devait s'y attendre, c'est à l'époque du solstice d'été qu'on obtient le maximum maximorum\ d'étendue du spectre : par des observations effectuées! à cette époque de l'année, l'auteur a pu étendre sa description jusqu'à la raie U; mais ce qu'on ne pouvait guère prévoir, c'est l'étendue qu'on obtient encore enj hiver, même dans l'atmosphère embrumée de Paris ài l'époque du solstice d'hiver; "des clichés ont donné, un peu après midi, des impressions photographiques qui atteignent presque la raie T.

Il résulte de ces faits la conséquence très-curieuse qu'à égalité de hauteur du soleil, le spectre solaire observé est notablement plus étendu en hiver qu'en été. Ce résultat s'explique d'une manière très -simple, si l'on attribue à la vapeur d'eau contenue dans l'atmosphère le pouvoir absorbant qui limite le spectre solaire ultra-violet. En effet, la quantité de vapeur d'eau contenue par mètre cube dans l'atmosphère est beaucoup plus grande en été qu'en hiver. Si l'on adopte l'état hygrométrique moyen 0,75, la pression moyenne 760'

vini"

ET MAGTfféTISHE TERRESTRE. I99

la température zéro pour le solstice d'hiver et 3o° pour la température moyenne à midi au solstice d'été, on trouve respectivement 3*% 6 et aâ'^o, c'est-à-dire qu'il existe près de sept fois plus de vapeur d'eau dans tes basses régions de l'atmosphère terrestre en été qu'en hiver.

Cette action de la vapeur d'-eau sur les radiations solaires a d'ailleurs été invoqpiée par plusieurs physiciens (Angstrbm, Janssen) dans l'étude du spectre \isible, pour l'explication des raies et bandes désignées quelquefois sous le nom de raies atmosphériques. Dans le spectre ultra-violet, cette absorption ne paraît pas localisée sous forme de raies ou de bandes; elle se continue sans maxima appréciables.

Cette description des raies sombres du spectre solaire a été complétée par l'étude comparative des raies brillantes des vapeurs métalliques ; les résultats obtenus paraissent d'un grand intérêt au point de vue de l'Astronomie physique.

On sait que dans le spectre visible du Soleil la presque totalité des raies sombres correspond exactement à des raies brillantes des spectres des vapeurs métalliques ; ce renversement dans l'apparence des raies n'est qu'un effet de contraste et s'explique par l'existence sur le Soleil d'une couche de vapeurs à une température relativement basse, absorbant partiellement les radiations du spectre continu d'un fond plus brillant. L'étude comparative de ces spectres a constitué une vraie méthode d'analyse qualitative et a conduit à mettre hors de dout^ l'existence sur le Soleil d'un certain nombre d'éléments chimiques terrestres.

L'extension de cette étude aux raies sombres du spectre ultra-violet, en agrandissant le champ de comparaison, permet d'aller plus loin dans cette voie et d'aborder, jusqu'à un certain point, l'analyse quantitative des éléments de cette couche absorbante, à l'action de laquelle les raies sombres du spectre solaire sont attribuées.

On remarque tout d'abord que les groupes de raies intenses sont inégalement répartis sur toute l'étendue du spectre solaire : la partie la moins réfrangible n'en contient à peu près aucun (en mettant à part les bandes et raies atmosphériques); ce n'est qu'à partir du bleu indigo que commencent les groupes sombres dont le groupe G est un type; on rencontre ensuite les deux raies H, K, larges et estompées, qui se détachent sur un fond relativement clair, puis les groupes très-sombres LMNOP; au delà vient un espace plus clair encore, sur lequel se détache la raie Q, puis les groupes voisins de R et de r; un nouvel espace assez brillant conduit aux groupes sombres STU.

L'examen comparatif des spectres des vapeurs métalliques montre de prime abord que ces masses de raies sombres correspondent en général aux raies brillantes du spectre de la vapeur de fer, qui comprend à lui seul la presque totalité des groupes GLMNOQSTU et plusieurs des groupes voisins de R.

Les deux grosses raies H et K correspondent au calcium, ainsi que deux raies analogues constituant R et le groupe compris entre R et r.

C'est au nickel que se rapportent la plupart des raies importantes comprises entre et P, ainsi

qu'un nombre très-notable de raies dans la région STU.

Les autres métaux magnétiques, cobalt, manganèse, chrome, fournissent de^ raies de moindre importance; le titane présente un très-grand nombre de coïncidences, mais avec des raies en général très-faibles, excepté entre Q et R, où leur importance est plus grande; l'étain offre des coïncidences qui, malgré leur petit nombre, paraissent non équivoques.

Le magnésium fournit quatre raies triples d'apparence identique. L'aluminium donne deux raies fort nettes entre H et K, et deux autres analogues entre S et T. Le sodium, qui produit la raie D du spectre visible, ne donne, dans l'ultra-violet, qu'une raie double assez pâle entre P et Q. Enfin, le glucinium paraît être représenté par quelques raies faibles.

Tels sont, en y joignant l'hydrogène, qui donne quatre raies sombres, les éléments chimiques fournissant les coïncidences les plus remarquables avec les raies du spectre solaire.

Le caractère général des groupes de raies sombres du spectre solaire correspondant à un même métal est de présenter une intensité relative tout à fait en rapport avec l'éclat des raies brillantes correspondantes du spectre métallique ; il y a donc une véritable proportionnalité entre le pouvoir émissîf des vapeurs métalliques incandescentes et leur pouvoir absorbant, ce qui est d'ailleurs la base de l'explication du renversement des raies solaires (Foucault, AngstrÔm, Stockes, Kirchhoff). Si l'on joint à cette remarque la considération de l'éclat intrinsèque moyen du spectre de chaque élément chimique dans les régions à com-

' aoa TACHES 80LAIIIB8

parer, on arrive à conclure que l'intensité des raies sombres du spectre solaire est caractéristique de la quantité relative des différentes vapeurs métalliques qui, à la surface du Soleil, sont la cause de ces raies sombres. L*établissement d'une méthode d'analvse

quantitative fondée sur ces considérations exigerait encore bien des efforts; mais, si Ton cherche seulement à se rendre un compte approché de la composition de cettte couche absorbante qui forme Tenveloppe extérieure du Soleil, les observations présentes suffisent pour une première approximation.

Dans cette manière de voir, la vapeur de fer serait de beaucoup plus abondante, à cause du nombre et surtout de l'intensité des raies sombres qui lui correspondent dans le spectre solaire. .

Le nickel et le magnésium viendraient en second lieu; le calcium, dont le spectre possède un éclat intrinsèque si grand pour les deux raies HR qui le caractérisent, doit entrer dans une proportion moindre que l'intensité de ces raies ne pourrait le faire supposer; viennent ensuite l'aluminium, le sodium et l'hydrogène, enfin le manganèse, le cobalt, le titane, le chrome et l'étain.

Telle serait approximativement la liste, par ordre de quantité, des éléments volatilisés à la surface du Soleil. En examinant cette liste, où le fer, le nickel et le magnésium jouent un si grand rôle, on est immédiatement frappé de Tanalogie de cette composition avec celle des aérolithes, dont la majeure partie est formée de fer allié à yj de nickel : dans les fers météoriques, cet alliage est presque pur ; dans les météorites

ET MAGNÉTISME TERRESTRE. 2o3

pierreuses, le fer nickelé est mêlé à des silicates magnésiens de compositions diverses.

Cette étude du spectre conduit donc à la conclusion suivante : La position et V éclat relatif des raies som' bres du spectre solaire s'' expliquent par V action d^une couche absorbante existant sur le Soleil, couc/ie dont la composition serait analogue à celle d'aérolit/ies volatilisés.

Les conséquences de ce fait, révélé par l'analyse spectrale des radiations solaires, touchent d'une manière directe aux grands problèmes de la Physique cosmique et de l'Astronomie ; M. Cornu les indique dans la conclusion suivante.

i" Probabilité d'une action magnétique directe sur e Soleil. — Si la couche extérieure du Soleil contient, comme les aérolithes, une proportion considérable de vapeurs de fer, la masse absolue de ce métal répartie sur la surface de cet astre énorme doit être très-grande et doit exercer une action appréciable sur les phénomènes magnétiques terrestres.

On pourrait objecter que le fer, porté à l'incandescence, perd son action attractive sur l'aiguille aimantée ; cette diminution rapide avec la température a, en effet, été constatée, mais il n'est aucunement prouvé que ce qui reste de pouvoir magnétique soit rigoureusement nul ; il suffirait que le magnétisine spécifique de la vapeur de fer fût de l'ordre de l'attraction newtonienne, pour que l'influence de la masse ferrugineuse du Soleil fût encore très-appréciable sur la Terre.

Dans cette manière de voir, les variations diurnes de l'aiguille aimantée seraient dues à l'action magnétique

directe du Soleil. Cette opinion, d'ailleurs, n*est pas nouvelle ; elle a été soutenue par des physiciens éminents, en particulier par le général Sabine, dans sa belle publication des observations magnétiques organisées par lui à la surface du globe. La relation des variations moyennes avec la .position du Soleil aux diverses heures du jour et aux différentes latitudes ressort, avec une évidence manifeste, de la discussion des observations. Par des considérations d'un tout autre ordre, la spectroscopie apporte une confirmation de cette opinion.

2* Probabilité en faveur de Vhypothèse de Vaimant terrestre. — La présence d'une quantité considérable de fer dans la composition du Soleil conduit à se demander si cette particularité est purement accidentelle ou si tous les corps du système solaire (et peut-être tous les corps sidéraux) n'auraient pas une origine commune qui se révélerait par la présence, dans une proportion notable, du fer que le spectroscope a décelé dans l'enveloppe extérieure du Soleil.

Le globe terrestre présente en faveur de cette idée un argument bien sérieux : en effet, la densité moyenne du globe, égale à 5,5, est le double à peu près de la densité moyenne des éléments qui en forment la croûte superficielle ; on est donc forcé d'admettre, vu la haute température probable des couches intérieures, que la partie centrale de la Terre est constituée par des matières beaucoup plus denses que les matériaux pierreux, conséquemment par des masses métalliques. Si, d'autre part, on considère la force directrice de l'aiguille aimantée sur les différents points du globe et la symétrie

approchée de l'ensemble de ses positions avec certains grands cercles de la sphère terrestre, on est amené à conclure avec une grande probabilité que les masses métalliques du centre de la Terre sont constituées, en proportion notable, par du fer métallique.

Notre satellite exerce aussi sur l'aiguille aimantée une action assez faible, il est vrai, mais qui paraît certaine : on pourrait donc voir dans cette action une preuve de l'existence du fer dans la composition moyenne de cet astre.

Enfin la profusion des aérolithes dans notre système planétaire tendrait à confirmer l'idée d'une commune origine de tous les corps célestes (hypothèse cosmogonique de Laplace] et à faire voir dans ces aérolithes le type de la matière cosmique élémentaire,

3** Probabilité en faveur de l'origine électrique de la lumière émise par les protubérances solaires. — Les conséquences précédentes se déduisent de la présence pour ainsi dire statique de masses magnétiques à la surface du Soleil. Examinons ce qui peut arriver si ces masses sont à l'état de mouvement. Cet état de mouvement existe, ainsi que le prouvent les observations directes de cet astre, et la cause de cet état dynamique réside évidemment dans la chaleur des couches inférieures et dans le refroidissement des couches externes ; car, quel que soit le mécanisme de ces mouvements, les conditions thermodynamiques nécessaires à la transformation de la chaleur en force vive sont remplies. Si l'on fait intervenir la condition que certaines parties de ces masses de vapeurs en mouvement sont magnétiques, on voit apparaître la nécessité d'un phénomène

ao6 TACHB8 SOLAIRES

secondaire qui semble devoir jouer urt rôle important, à savoir, la production de courants d'induction dans les masses conductrices avoisinantes, soit en repos, soit animées d'autres mouvements que celles-ci. Il en serait absolument de même si les masses en mouvement relatif, au lieu d'être magnétiques, étaient électrisées par une cause quelconque, en particulier par quelque action chimique.

Quoiqu'il soit actuellement presque impossible de préciser le mécanisme de ces transformations et d'assigner a priori l'extension et l'énergie de ces phénomènes secondaires, les conditions thermodynamiques sont si favorables, qu'on doit leur supposer une trèsgrande intensité, et prévoir que certains points au moins de la surface solaire sont le siège de mouvements rapides et que les masses gazeuses voisines reçoivent, par la propagation des courants induits, un accroissement notable de leur degré d'incandescence.

L'observation des protubérances, tangentiellement au disque solaire, nous révèle précisément l'existence de couches gazeuses dont l'éclat décèle une incandescence plus énergique que celle qui correspondrait à leur position; l'analyse de leur lumière montre que leur spectre est identique à celui de l'hydrogène très-raréfié rendu incandescent par une décharge électrique. La similitude spectrale est complète, tant pour l'éclat relatif des raies brillantes que pour leur netteté, décroissant avec la réfrangibilité. Ces protubérances, qui apparaissent dans le voisinage des facules et des taches, ne représenteraient-elles pas ces masses gazeuses traversées par les courants d'induction dans le voisinage

ET

des régMMis wapÊèâqmsc^ rapide?

Cette asâmîbtioa asnj; I maoi^ dans lesGonifitiaB» tba^sûiiTBazLJTie& 'irtsaaàres Tesplication des protutcniff'- ^& îe^ (r^scoasb Oj réquivaknt de riIhi:iLia2:ir:& ^ar :=«i::*:£i»ja de& gazeuses raréfiées. H-^ruanne. zr^ ^ r^c^i:^i sèment dans nos br^on^.-vri^ arec Ses |k-ss i actions mécankpKS. Ob cc-cLpntb^i^ aûofs la de rexteoâOD de ces ppAzi^rzates. knr â=|iariûoB subite aussi bien que letir pennanfliee acddnieiie, sans avmr recours a Thypocrjcae de ces jets gaxeox doués de vitesses îiiTraiseiiLi-^jesaîleigiiaiit piasîeius centaines de kiloiDetrcs par secoade. L'hypotbèse de vitesses si extraordiDair& a oéja été critiquée par M. Fizeau, qui a squale FanaVjrpe probable du phénomène iuminrax des protubéraDoes arec celui que présentent sur notre globe le» aurores boréales.

Le magnétisme terrestre ne âerait-0 pas un phénomène d'induction électrostatique dû à l'électricité solaire?.

Ces études nous ont. comme on le voit, ramené ^Q magnétisme terrestre que nous paraissons avoir perdu de vue un instant. Nous avons entièronent traité plus haut les variations diverses de cet agent, mais nous ne pouvons oublier qu'il présente aussi d'autres variations non moins remarquables que celles de Toscillation diurne. Et d'abord la variation mensuelle. L'amplitude de l'excursion diurne est généralement à son minimum en décembre et janvier. EDe s'accroît en février et

tk08 TACHKS SOLiURES

mars, atteint soq maximum d'avril en août et décroît en septembre, octobre et novembre. Elle varie aussi du simple au double, et souvent davantage ; elle a varié à Paris de 3',.9 à 14', 8 en 1871, à Milan de o'|84 à i5',88 la même année.

On a remarqué que Tamplitude de Foscillation a diminué à l'époque (i8io-i8!io) où le mouvement de l'aiguille vers l'ouest s'est arrêté.

Nous étudierons la variation annuelle dans le chapitre suivant.

Revoyez lay^^. i3, p. 90; elle nous invite éloquemment à mettre en regard de ces effets la variation de température mensuelle due au Soleil. Examinons maintenant, sur la figure ci-dessus, la comparaison des cinq courbes de la température , de Télectricité atmosphérique, de la déclinaison, de la fréquence des orages et des cyclones, et nous saisirons d'un coup d'œil le rapport qui existe entre ces divers phénomènes. Il est donc difficile de ne pas voir dans la variation mensuelle du magnétisme un effet de l'influence solaire. Mais quelle est la nature de cette influence? Est-ce seulement la chaleur solaire qui agit, comme sur la température moyenne de l'année? Ce n*est pas probable, la courbe magnétique n'offre point la régularité de la courbe thermométrique. Est-ce la chaleur et la lumière réunies? Peut-être. Est-ce une action électrique? Peutêtre encore, et très-probablement, car la variation magnétique diurne et mensuelle paraît liée dans un rapport intime avec celle de la vapeur d'eau et de l'électricité atmosphérique. Si nous ne pouvons pas démêler encore la nature de l'influence, il n'en esl

Fig. 3i. — Variations mensuelles de la température à Paris, de l'électricité de la déclinaison, de la fréquence des orages et de la fréquence des cyclones.

aïo TACHES SOLAIRES ET MAGNÉTISME TERRESTRE.

pas moins certain que cette influence vient du Soleil.

Il est donc également possible que la variation horaire de l'aiguille aimantée ait pour cause première le Soleil, sans que pour cela ce soient les taches qui produisent une variation sensible dans la chaleur et dans la lumière. Les taches peuvent n'être qu'une des formes de l'activité solaire.

La variation annuelle ne parait pas avoir la môme cause, car on ne remarque pas que le Soleil ait changé d'allures en i58o et en 1814, époques du changement de direction dans la déclinaison de l'aiguille. Mais il est intéressant de consacrer une étude spéciale à cet important sujet du magnétisme terrestre et de ses variations séculaires. C'est ce que nous allons faire dans le Chapitre suivant.

LE MAGKETISMK TERKRSTBR. ail

ÉTTOS SPÉCIAIaE BU MAOMJbTUMiS TBR-

Fonnons-nous d'abord une idée générale de Thistoire de cet élément si important de la physique planétaire (et sans doute même interplanétaire. )

La constitution magnétique de notre planète ne peut être connue que d'une manière indirecte, par les manifestations de la force terrestre, et à la condition qu'elles révèlent des rapports appréciables dans l'espace ou dans le temps. La force magnétique de la Terre a cela de particulier qu'elle se signale par des effets incessamment variables; on ne peut lui comparer, à ce point de vue, ni la température, ni les accumulations de vapeurs, ni la tension électrique des couches inférieures de latmosphère. Cette perpétuelle instabilité dans les états magnétiques et électriques de la matière, si étroitement liés entre eux, distingue auâsi essentiellement les phénomènes de l'électro-magnétisme de ceux que produit, à des distances toujours les mêmes, la force élémentaire de la matière, l'attraction. Or, la recherche de l'élément régulier dans les phénomènes variables est le premier but que l'on doive se proposer en étudiant les forces de la Nature.

Dans l'antiquité grecque ou romaine, on connaissait l'adhésion du fer àTaimant, l'attraction et la répulsion.

ai2 LIS MAGNÉTISME TBRRBSTRB.

la propagation delà force attractive à travers des vases d'airain et des anneaux formant la chaîne, enfin, le défaut d'affinité pour l'aimant du bois et de tous les métaux autres que le fer. Quant à la propriété directrice que l'aimant peut transmettre aux corps mobiles sensibles à son influence, elle était complètement ' ignorée des peuples occidentaux, des Phéniciens et des Étrusques , aussi bien que des Grecs et des Romains. Ce n'est qu'à partir du xi* et du xit* siècle que nous voyons répandue chez les nations de l'Occident la connaissance de cette vertu qui a contribué d'une manière si puissante aux progrès de la navigation et qui depuis, en raison des services matériels qu'elle pouvait rendre, a constamment intéressé l'esprit à l'étude d'une force naturelle répandue sur toute la Terre et cependant si peu observée jusque-là.

Si les Grecs et les Romains de l'antiquité ont ignoré plusieurs des phénomènes magnétiques les plus importants et les plus riches en conséquences théoriques et pratiques, par compensation, ils ont signalé beaucoup de phénomènes magnétiques imaginaires dont il leur aurait été facile de constater la fausseté. Passonsleur la crédulité avec laquelle ils ont admis sans examen des prodiges locaux ou temporaires, par exemple la suspension des statues au milieu de l'air par les attractions opposées de deux aimants dans tel ou tel temple bien lointain ou peut-être détruit dès avant l'époque des auteurs qui mentionnent ces merveilles. Le poëte Glaudien décrit un temple d'or et, dans ce temple, deux statuettes, l'une de Mars, en fer, et l'autre de Vénus, en aimant, servant à représenter les

amours de ces deux divinités. Mais, outre Tabsence de toute indication de pays, la vraisemblance intrinsèque ordonne de croire que les deux statuettes et le temple d'or, célébrés par le poète, n'étaient qu'un petit meuble curieux comme les anciens aimaient à en posséder (* ). Pline raconte que Ptolémée Philadelphe et son architecte, Dinocharès, avaient dressé pour la reine Arsinoé le plan d'un temple dont la voûte devait être construite en aimant, afin que la statue de fer de la nouvelle déesse y restât suspendue par le simple contact ; mais Pline ajoute que la mort du prince et de l'architecte empêcha l'exécution de ce projet. Cependant Ausone se permet de décrire l'œuvre comme accomplie. Saint Augustin va plus loin : ce Père de l'Église, qui considère la puissance de l'aimant comme une des plus grandes merveilles de la création (Cité de Dieu, XXI, 4), s'indigne de très -bonne foi contre des prêtres païens qui en avaient abusé pour tromper les peuples par l'apparence d'un miracle perpétuel. A en croire les faux bruits qu'il répète, ces prêtres auraient placé dans le pavé et dans la voûte d'un temple qu'il ne nomme pas, et que sans doute on aurait été fort embarrassé de nommer, des aimants dont la force était calculée de telle sorte, qu'une statue de fer restait en équilibre au milieu de l'air, par l'effet des deux attractions égales et opposées, sans pouvoir ni monter ni descendre. Nicéphore Calliste, Bède le Vénérable et les Annales de Trêves parlent, comme saint Augustin,

(• ) Th .-Henri Martin, La foudre, Véîectriaté et le ma" gnititme chez les anciens.

Ul4 LE MAGNÉTISME TEBaBSTRB.

de diverses statues païennes maintenues en Tair par les attractions opposées de deux aimants. Un récit tout semblable a été appliqué dans le Talmud aux veaux sacrés de Jéroboam, par Maïmonide à une statue babylonienne du Soleil, par le rabbin Kimchi à la couronne d'or des Ammonites, et enfin par Hildebert au tombeau de Mahomet.

La possibilité de cette suspension d'une masse de 1er à égale distance de deux aimants et par leur attraction seule a été admise par Fauteur d'un ouvrage sur les Minéraux faussement attribué à Aristote et par Albert le Grand ; mais elle a été niée et solidement réfutée d'abord par Porta, puis par Kircher, par Boot, par Prideaux et par Falconnet. En effet, Véquilibre, lors même qu'il serait possible de l'établir, ne pourrait durer qu'un instant imperceptible, parce qu'il serait nécessairement instable.

Signalons encore quelques autres propriétés merveilleuses de l'aimant, quoiqu'elles n'aient pas pour elles des autorités aussi respectables. D'abord, voici une application antique de l'aimant qui vaudrait bien la boussole des modernes. Qu'un mari glisse un aimant sous l'oreiller de sa femme endormie : si elle est fidèle, elle embrassera son mari sans s'éveiller; sinon, elle sera lancée hors du lit sur le plancher par une force irrésistible! Ce sont le faux Orphée, Tzetzès et Marbode, évoque de Rennes au xi* siècle, qiii nous l'assurent. Voulons-nous des effets plus doux? Écoutons les mêmes auteurs : l'aimant réconcilie les frères et même les époux brouillés ensemble; il suffit de porter un aimant sur soi pour s'attirer l'affection de

LE MÀ&NÊTISME -TERRESTRB. 2l5

tout le monde et pour posséder une éloquence entraînante.

Le médecin grec Aétius nous apprend que, suivant la croyance populaire, un aimant tenu dans la main calmait les douleurs de la goutte et les convulsions. Marcellus, médecin de Théodose le Grand, affirme qu'un aimant pendu au cou calme le mal de tète. Mais nefabrique-t-on pas encore aujourd'hui des bagues de fer soi-disant magnétiques contre les migraines?

En résumé, les anciens ont beaucoup admiré F aimant, et ils lui ont prêté des vertus imaginaires; mais ils n'ont connu que d'une manière très-incomplète et très-erronée sur plusieurs points ses propriétés réelles ; ils n'ont remarqué que quelques-uns des phénomènes les plus apparents, parce que, comme Cardan le leur reproche, ils en ont fait un objet de spéculations théoriques sans en avoir fait auparavant un objet d'observations exactes et d'expérimentation.

Les savants du moyen âge ont recueilli précieusement une partie de ce que les anciens avaient dit sur les propriétés de l'aimant, et ils y ont ajouté quelques superstitions de plus. C'est Porta qui le premier, au xvi** siècle, a soumis à une révision détaillée et habituellement judicieuse ce mélange de vérités et d'erreurs traditionnelles.

Les plus anciens documents relatifs à T histoire du magnétisme terrestre se trouvent dans les annales du peuple chinois, qui se servaient déjà de la boussole pour se guider à travers les vastes plaines de l'Asie orientale , longtemps avant qu'elle n'ait été appliquée aux usages maritimes. Dès une époque qu'il est im-

ai6 LE MAGNÉTISME TERBESTRE.

possible de fixer, mais certainement antérieure au III* siècle avant notre ère, ils employaient comme moyens d'orientation des chars intUccUeurs du sud; ces chars portaient une statuette qui tournait sur un pivot vertical et dont le bras étendu montrait toujours le sud, parce qu'il contenait une aiguille aimantée dont le pôle sud était vers la main et le pôle nord vers l'épaule. Un auteur chinois du ii* siècle de notre ère désigne expressément l'aimantation de l'aiguille. Un ouvrage chinois composé entre un et 1117 de notre ère constate l'existence d'une boussole qui consistait en une aiguille aimantée posée sur un flotteur. Les Chinois connaissent, au moins depuis le commencement du xi*^ siècle, la déclinaison de l'aiguille aimantée, déclinaison qui dans leur pays est faible et à peu près invariable.

Il parait certain que les Arabes ont eu connaissance de la boussole à aiguille flottante avant les Européens, à qui ils l'ont transmise probablement pendant les premières croisades. U est possible que l'on doive aux Vénitiens quelques perfectionnements de la boussole; mais cela n'est pas prouvé. La boussole à aiguille flottante se trouve décrite par Guyot de Provins, poète français du xii* siècle, par l'auteur du traité De natura rerum, par l'auteur du traité De lapidibus, faussement attribué à Aristote, par Vincent de Beauvais, par Albert le Grand, par Jacques de Vitry, par Gautier d'Espinos, chansonnier de la première moitié du xiii' siècle, par divers poètes provençaux de la même époque et par Brunetto Latini, maître de Dante. Celui-ci avait vu une boussole chez Roger Bacon. Dante lui-même (Paradiso,

LE MAGNÉTISME ÏERRESTUE. '21 7

Canto XII, V. ^9) fait allusion à X' aiguille [ago) qui se dirige vers l'étoile polaire. Guyot de Provins, qui leur est antérieur, puisqu'il a écrit avant i2o3, mentionne expressément l'emploi de la boussole. Au contraire, Adélart de Bath, qui écrivait au commencement du xn" siècle, se tait sur la boussole dans un dialogue où, s'il l'avait connue, il n'aurait pu manquer d'en parler à propos de l'attraction magnétique. Même silence, à la môme époque, dans les vers de Marbode sur l'aimant, et un peu plus tard dans deux passages, l'un au Roman de Brut par Wacé, l'autre du roman de Guillaume d' Angleterre où il est question de l'art de guider un navire. La seconde moitié du xn* siècle paraît donc être l'époque où l'emploi de cet instrument si utile à la navigation, mais si imparfait à son origine, s*est introduit en Europe. C'est l'.époque de la troisième croisade, la première qui ait suivi la voie de mer. Dès cette époque, la boussole primitive était en usage en Orient et en Occident. Quant à la boussole à pivot, on la trouve mentionnée pour la première fois dans le commentaire inédit de François de Buti sur Dante : ce perfectionnement de la boussole doit donc dater de la première moitié du xiv® siècle. Mais rien ne prouve qu'il appartienne à Flavio Gioja d'Amalfi, inventeur prétendu de la boussole, postérieur d'un siècle et demi à l'époque de l'introduction de cet instrument en Europe (*). Une lettre latine, attribuée à Pierre Adsiger (1269), conservée dans les manuscrits de l'Université de Leyde, renferme la remarque suivante sur

(') Th,-Henri Martin, Ouvrage cité, p. 76.

Flammarion^ — IX. 10

'Jtl8 LE MAGNÉTISME TERRESTRE.

la déclinaison de l'aiguille : la boussole, et l'aiguille qui a été touchée par elle, ne se dirige pas exactement vers les pôles, mais l'extrémité dirigée vers le sud décline un peu à l'ouest, et le bout qui regarde le nord incline vers Test : cette déclinaison est de 5**.

La découverte de l'inclinaison de Taiguille est due à Robert Norman , fabricant d'instruments de marine à Wapping, près de Londres; en 1576, il mesura luimême cette inclinaison, et la trouva de 71^50',

La connaissance de la déclinaison magnétique, que les navigateurs indiens, malais et arabes, avaient empruntée simultanément à la Chine et que Ton appela d'abord simplement variation, sans rien spécifier, s'était naturellement répandue aussi dans le bassin de la Méditerranée. Cet élément si indispensable à la correction des calculs nautiques était alors déterminé moins d'après le lever et le coucher du soleil que d'après l'étoile polaire, et toujours d'une manière fort incertaine. Déjà cependant il était indiqué sur les cartes marines ; il l'était en particulier sur la carte si rare d'Andréa Bianco, qui fut dressée l'an 1 436. Colomb, qui, à l'origine, n'avait pas plus que Sébastien Cabot connaissance de la déclinaison magnétique, rendit cependant à la Science, le i3 septembre 149215 le service de déterminer une ligne sans déclinaison magnétique, située 2°, 5 à l'est de l'Ile Corvo, l'une des Açores. En pénétrant dans la partie occidentale de l'océan Atlantique, il s'aperçut que la variation passait insensiblement du nord -est au nord-ouest. Cette remarque le conduisit immédiatement à l'idée, qui depuis a tant préoccupé les navigateurs, de trouver la longitude à

l'aide des courbes de variations y qu'il supposait encore parallèles au méridien. On voit par son journal de bord que dans son second voyage, en 1496, incertain du lieu où il était, il essaya effectivement de s'orienter d'après des observations de déclinaison. La méthode dont Colomb pressentait la mise en œuvre était, à n'en pas douter, le secret infaillible que Sébastien Cabot, sur son lit de mort, se vantait de posséder par une révélation divine.

A la ligne sans déclinaison se rattachaient, dans l'imagination aventureuse de Colomb, d'autres vues un peu chimériques sur les changements de climat, sur la forme singulière de la Terre qu'il comparait à celle d'une poire, et sur les mouvements irréguliers des corps célestes. Ce fut là ce qui le détermina à changer une ligne physique de démarcation en une ligne politique. La ligne sur laquelle l'aiguille est directement tournée vers le nord devint ainsi la limite des possessions portugaises et espagnoles ; mais il fallait déter-» miner d'une manière précise, par les méthodes astronomiques, la longitude géographique de cette ligne de démarcation, et la suivre dans les deux hémisphères, sur toute la surface terrestre. Ainsi un abus de l'auto* rite papale eut, pour le développement de la navigation et le perfectionnement des instruments magnétiques ^ les conséquences les plus imprévues et les plus heureuses. Felipe Guillen de Séville, et vraisemblablement avant lui le cosmographe Alonzo de Santa^Cruz, qui avait donné des leçons de Mathéms^tiques au jeune empereur Charles-Quint, construisirent de nouvelles boussoles de variation, avec lesquelles on pouvait mesurer les hau»

TàO hK MAGNÊTISUE TERRESTRE.

tAurs du Soleil. Alonzo de Santa-Cruz dessina, en i5io, un siècle et demi par conséquent avant Halley, la première carte générale des variât ions, dressée, à la vérité, d'après des matériaux fort incomplets. On peut juger de la curiosité qu'excita le magnétisme terrestre au xvi* siècle, depuis la mort de Colomb, et les débats auxquels donna lieu la ligne de démarcation papale, par le voyage de Juan Jayme| qui, en i585, alla des Philippines à Acapulco avec Francisco Gali, dans le seul but d'observer la boussole, durant une longue traversée dans la mer du Sud (M.

Avec la tendance à Tobservation se manifesta le goût des spéculations théoriques, qui toujours l'accompagnent et souvent même la devancent. Chez les Hindous et chez les Arabes, un grand nombre de traditions maritimes parlent d'iles rocheuses funestes aux navigateurs, parce que leur puissance magnétique attirait à elles le fer qui servait à unir la charpente du navire, ou retenaient le navire immobile. Sous l'influence de ces fantaisies, on eut de bonne heure l'idée de représenter le point où devaient se réunir toutes les lignes de déclinaison magnétique par l'image matérielle d'une montagne d'aimant voisine du pôle terrestre. Sur la carte du nouveau continent qui fut jointe à l'édition de la Géographie de Ptolémée, publiée à Rome en i5o8, le pôle nord magnétique est figuré par une île montagneuse, située au nord du Groenland (Gruentland), qui est représenté comme une dépendance de l'Asie orientale.

HuuDOLDT, Cosmos, IV.

Un homme qu'admirait Galilée, et dont Bacon méconnut complètement les services, William Gilbert, avait, à la fin du xvi* siècle, tracé la première esquisse grandiose du magnétisme terrestre. Le premier, il distingua clairement par leurs effets le magnétisme et l'électricité, mais il les regarda tous deux comme des émanations d'une force unique, inhérente à la matière. De faibles analogies suffirent pour faire naître en lui d'heureux pressentiments, comme il est donné au génie d'en avoir. Guidé par cette conviction claire du magnétisme terrestre (De magno magnete tellure) il remarqua que la formation des pôles, dans les barres de fer verticales qui forment les montanis des croix sur les vieux clochers des églises, est un effet de la force ter- ^ restre. Le premier, il enseigna, en Europe, à communiquer la vertu magnétique au fer par le frottement d'un aimant, ce qu'à la vérité les Chinois savaient faire depuis près de cinq siècles. Dès ce moment aussi Gilbert donnait la préférence à l'acier sur le fer doux, comme pouvant s'approprier d'une jnanière plus durable les propriétés magnétiques.

Halley marque une époque importante dans l'histoire du magnétisme terrestre. Il admettait pour chaque hémisphère deux pôles, l'un plus fort et l'autre plus faible, en tout quatre points où l'inclinaison de l'ai- .^uille aimantée est de 90**. Le plus fort des quatre pôles de Halley était supposé situé par 70* de latitude australe, 120** à l'est de Greenwich, presque sous le méridien qui traverse le King George's Sound, dans la partie de la Nouvelle-Hollande appelée terre de Nuyts, Les trois voyages maritimes que fit Halley en 1698,

1699 et 1702 sont postérieurs à la première conception d'une théorie qui reposait alors uniquement sur un voyage antérieur à Sainte-Hélène et sur des observations de déclinaisons incomplètes, dues à Baffîn, à Hudson et à Cornélius de Schouten. Ce sont les premières expéditions dirigées vers un grand but scientiûque, l'étude de Tun des éléments de la force terrestre nécessaire à la sûreté de la navigation, qui aient été entreprises sous les auspices et avec l'initiative d'un gouvernement. Halley s'avança jusqu'à Sa*" au delà de l'équateur, et put construire la première carte des variations embrassant des espaces considérables. Cette carte assure à la science théorique du xix* siècle un point de comparaison instructif qui, bien qu'un peu rapproché de nous, permet déjà de contrôler le mouvement progressif des courbes de déclinaison.

Ce fut une heureuse pehsée de Halley de relier graphiquement par des lignes les points d'égale déclinaison, et de présenter ainsi clairement et sous un seul coup d'œil l'ensemble des résultats acquis.

Hallev reconnut lui-môme combien il est difficile d'admettre un aimant qui ait quatre pôles ; mais il ne pouvait masquer le fait constaté sur la Terre elle-même et, sans l'exphquer, il l'admit ; ce que tout philosophe doit faire pour une question nouvelle et non résolue. Il proposa sur ce point une théorie qui, toute fantastique qu'elle paraisse aujourd'hui et qu'elle ait sans doute paru dès cette époque même, a néanmoins sa valeur et laissera sa trace dans la Science. Pour expliquer l'existence des quatre pôles et en même temps le changement séculaire de la variation, il compara

la Terre à une coquille renfermant en elle un globe solide qui tournerait sur lui-môme d'une manière indépendante de la coiquille extérieure. Chacune de ces sphères, la pleine et la creuse, aurait son axe magnétique particulier passant à travers le centre commun; mais les deux axes seraient inclinés l'un sur l'autre ainsi que sur Taxe de rotation diurne de la Terre. Il n'est pas difficile, dès lors, de suivre les mouvements possibles des quatre pôles imaginaires qui résultent de ces hypothèses.

Ainsi Halley considérait la croûte extérieure de la Terre comme une coquille séparée par un milieu fluide d'un noyau intérieur central, qui avait son centre de gravité fixe et immobile au centre môme de la Terre, mais qui tournait autour de son axe un peu plus len. tement que la croûte extérieure de la Terre. Ce noyau et cette coquille étaient dans cette hypothèse deux aimants distincts, dont les pôles magnétiques ne coïncidaient pas avec les pôles géographiques de la Terre. Le changement observé dans la baie d'Hudson étant beaucoup moins prononcé que le changement observé en Europe, Halley concluait que le pôle nord américain était ûxe, tandis que l'européen était mobile ; et d'une observation analogue faite sur les côtes de Java, il considérait le pôle sud asiatique comme fixe, et le pôle situé à l'ouest du détroit de Magellan comme mobile. Les pôles fixes étaient ceux de la coquille extérieure, et les pôles mobiles ceux du noyau intérieur. De ces derniers, celui qu'il avait placé dans le méridien of the land's-End a été vérifié dans le siècle présent; il s'est déplacé vers la Sibérie par 120** de Ion-

'A'ii LK MAGNKTISMK TERRESTRE.

$2:itude orientale, tandis que celui qu'il avait mis à 20*" du détroit de Magellan s'est avancé de 3o** ou 40** à l'ouest de cette position. Les pôles regardés comme fixes par Hallcy ont à peine varié depuis son époque. Il est extrêmement intéressant de remarquer que nonseulement les observations modernes de la déclinaison, mais encore celle de l'inclinaison et de l'intensité maj^nétique, ont reçu leur meilleure explication de cette hypothèse de quatre pôles magnétiques; et Ton peut encore dire, avec Halley : « Si ces pôles magnétiques se meuvent ensemble d'un seul mouvement ou de plusieurs; si ces mouvements sont égaux ou inégaux; s'ils sont circulaires ou seulement oscillatoires; quel est leur centre dans le premier cas, et quelle est leur loi dans le second? Ce sont là des secrets qu'il nous est actuellement impossible de résoudre et qui sont réservés au progrès des siècles futurs. »

Un siècle après Halley, Hansteen étudia le même problème (1811-1819) et arriva presque à la même conclusion relativement à quatre pôles d'attraction, reconnaissant d'ailleurs pleinement qu'Halley a été le premier qui ait découvert la véritable attraction magnétique du globe. Grâce aux matériaux qu'il avait à sa disposition, il put aller plus loin et calculer, d'une part les positions géographiques, d'autre part la période probable de révolution de ce double système de pôles ou de points d'attraction, autour du pôle terrestre. H trouva ainsi que le pôle magnétique situé au nord de l'Amérique doit employer 1740 ans pour accomplir sa révolution autour du pôle terrestre; tandis que le pôle magnéticjue situé en Sibérie n'emploierait que 860 ans

pour cette révolution. Le pôle magnétique sud situé au sud de l'Australie emploierait 4609 ans, et le pôle secondaire situé près du cap Horn i3o4 ans. On peut facilement imaginer quelle a été l'influence de ces laborieuses investigations sur l'esprit de ceux qui ont poursuivi plus tard la môme recherche.

Alexandre de Humboldt, qui s'est tout spécialement occupé, comme on le sait, de l'étude du magnétisme terrestre, divise lès faits à étudier en douze objets différents qu'il énumère ainsi :

« Deux pôles magnétiques, situés l'un dans l'hémisphère austral, l'autre dans l'hémisphère boréal, à distances inégales des pôles de rotation. On appelle paies magnétiques les points où l'inclinaison égale 90", où par conséquent la force horizontale est nulle;

» L'équateur magnétique, c'est-à-dire la courbe sur laquelle l'inclinaison égale zéro ;

» Les lignes d'égale déclinaison et celles sur lesquelles la déclinaison égale zéro ; en d'autres termes, les lignes isogoniques et les lignes sans déclinaison ;

1 Les lignes d'égale inclinaison ou lignes isocliniques ;

» Les quatre points de la plus grande intensité magnétique. Deux de ces points, de force inégale, sont situés dans chaque hémisphère ;

» Les lignes d'égale intensité ou isodynamiques ;

» La ligne des ondulations magnétiques qui lie, sur chaque méridien, les points de la plus faible intensité. Cette ligne est appelée quelquefois aussi équateur dynamique; elle ne coïncide ni avec l'équateur géographique ni avec l'équateur magnétique ;

aaô LE MAGNÉTISME TERRESTRE.

» La limite de la zone) en général d'une trèsfaible intensilé magnétique, qui joue, pour ainsi dire, le réle d'intermédiaire, et dans laquelle les variations horaires participent alternativement, suivant les saisons, aux propriétés des deux hémisphères. »

Humboldt a pris soin d'appliquer le mot pôle uniquement aux deux points de la Terre où la force horizontale disparait, parce que, de nos jours, ainsi qu'on Ta déjà remarqué, ces points, qui sont vraiment les pôles magnétiques, ont été souvent et très à tort confondus avec les points de la plus grande intensité. Gauss a prouvé aussi qu'il y a de l'inconvénient à désigner sous le nom d'axe magnétique de la Terre la corde qui joint les deux points de la surface terrestre où l'inclinaison de l'aiguille est égale à 90°.

Les cartes publiées en i836 par Duperrey, et qui représentent l'état magnétique du globe terrestre pour Tannée 1825, d'après les observations personnelles de ce savant navigateur et d'après toutes les observations recueillies jusqu'au moment où il les a arrêtées, sont extrêmement précieuses pour la Science, parce qu'elles se rapportent à Tépoque où la déclinaison a suspendu son écart vers l'ouest dans nos climats.

On appelle méridien magnétique d'un lieu le plan vertical qui en ce lieu passe par l'aiguille aimantée horizontale. C'est dans ce plan qu'on place l'aiguiUe suspendue de manière à se mouvoir librement dans un plan vertical; ^inclinaison est l'angle que fait cette aiguille avec l'horizon. Les lignes tracées à la surface de la Terre et telles que, si on les suivait avec une boussole, on trouverait constamment sur tout leur

parcours le môme angle de déclinaison, sont les méridiens magnétiques.

Nous avons vu qu'on appelle pôles magnétiques les points de la surface de la Terre où F inclinaison magnétique est égale à 90'*, c'est-à-dire où l'aiguille d'inclinaison se tient verticale. Duperrey, en cherchant quelle est l'intersection des méridiens magnétiques, a placé les deux pôles magnétiques un peu à la droite des deux pôles terrestres, ainsi que le montre sa carte. Ces positions sont très-rapprochées de celles que Gauss leur attribue dans sa théorie du magnétisme terrestre, et aussi de celles qui résultent des expéditions de sir John Ross vers le pôle arctique et de sir James Boss vers le pôle antarctique (voir le Cosmos, t. IV, p. 118; Œuvres d'Arago, t. IV, p. 5i3, et, t. IX, p. i3i). Les trois déterminations sont les suivantes :

Duperrey. Gauss. Ross.

Pôle ( Latitude. 70. 5' N 78.35' N 70. 5' N arctique.... ( Longit.. 100. i5 O 118. o O 99. 5 O

Pôle ( Latitude. 76. o S 76.35 S 75. 5 S antarctique, i Longit . . i35. o K i5o.io £ i5i.48 E

« La différence des longitudes entre les deux pôles magnétiques, dit Humboldt, est de loo"". Le pôle nord appartient à la grande ile Boothia Félix, voisine du continent américain, et qui fait partie du pays nommé d'abord par le capitaine Parry North Somerset.... Le pôle austral est situé dans la grande contrée polaire antarctique South Victoria Land, à l'ouest des Albert Mountains. >

AlH LE MAGNÉTISME TERRESTRE.

Vé(/iuiteur magnétique est la ligne qui réunit la série des points du globe où l'inclinaison de Taiguille aimantée est égale à zéro. Les cartes de l'Atlas du Cosmos sont très -intéressantes à consulter pour la représentation graphique du magnétisme.

Sir Edward Sabine, étudiant la même question en 1864, suivit encore en partie les. vues de Halley, et admit que deux systèmes magnétiques sont directement reconnaissables dans les phénomènes du magnétisme terrestre, l'un de ces systèmes ayant une origine terrestre et l'autre une origine cosmique. Le magnétisme personnel du globe, qui a son point de plus grande attraction boréale au nord de l'Amérique, est le plus fort. Le système le plus faible est celui qui résulte du magnétisme induit dans la Terre par une action cosmique, et son point de plus grande attraction est actuellement au nord de l'Asie. Ce même savant pense que c'est le dernier de ces deux systèmes magnétiques qui, par sa translation progressive, donne naissance aux phénomènes de variation séculaire, ainsi qu'aux cycles magnétiques qui doivent leur origine à l'œuvre de la variation séculaire.

Si l'on compare ces hypothèses avec les faits observés dans ces dernières années, on trouve qu'il est difficile, et même' impossible sur plusieurs points, de les faire concorder avec les mouvements actuels de Taiguille aimantée. Pour expliquer cette anomalie, examinons un instant comment cette aiguille s'est comportée dans l'intervalle de 1700 à 1819. Pendant cette longue période et même auparavant, on remarquait sur les plus hautes latitudes un mouvement général de l'extré-

mité nord de l'aiguille, s'accomplissant dans les directions suivantes : sur tout l'espace qui s'étend à travers l'Atlantique et l'océan Indien, depuis la baie d'Hudson jusqu'au méridien du cap nord de l'Europe et depuis le cap Horn jusqu'à l'ouest de l'Australie, l'extrémité nord de l'aiguille a été progressivement attirée vers Vouest en raison de huit à dix minutes par an au maximum.

Depuis le méridien du cap nord de l'Europe jusqu'à i3o* de longitude à l'est, elle a été progressivement attirée vers l'est, tandis que depuis cette longitude jusqu'à la baie d'Hudson elle est restée presque stationnaire. Dans l'hémisphère austral, depuis l'occident de l'Australie jusqu'au cap Horn, le mouvement a été dirigé vers l'est en raison de sept minutes par an au maximum. Il y avait ainsi une sorte d'uniformité générale, puisque dans cet hémisphère (y compris les océans Atlantique et Indien ) l'aiguille marchait progressivement vers l'ouest, tandis que dans l'autre hémisphère (océan Pacifique) elle marchait au contraire vers l'est. Ce mouvement paraissait donc uniforme et harmonieux jusqu'au commencement de notre siècle, mais on sait que l'aiguille s'est arrêtée vers 1818, nonseulement à Paris et à Londres où on l'observait régulièrement, mais dans l'Europe entière et dans le nord de l'Afrique; et l'on sait aussi que depuis cette époque elle revient vers Test avec une vitesse croissante ; mais, dans l'Atlantique sud, la déclinaison occidentale ne s'est pas arrêtée et elle se continue encore aujourd'hui. Ce double fait a en quelque sorte disloqué la régularité harmonieuse des conceptions de Halley et Hansteen.

23o LE MAGNéTISMB TERRESTRE.

Les vues plus récentes de Sabine paraissent répondre aux difficultés qui proviennent de la marche actuelle de l'aiguille; elles impliquent que les pôles d'attraction qui ont une source terrestre, c'ast*à-dire les pôles magnétiques, ne se meuvent pas.

Le capitaine Evans ( *) a répondu, en 1878, à la nouvelle hypothèse de Sabine par les considérations suivantes :

c Cette hypothèse n'est pas sans difficultés, car nous ne pouvons pas concevoir que des changements dus à une action cosmique ne présentent pas un caractère général et n'aff'ectent pas le globe entier. Ainsi, si la translation progressive, à travers l'Asie septentrionale, du système magnétique induit, et sans doute aussi celle de l'hémisphère austral étaient la cause directe de la variation séculaire, il v aurait uniformité dans les mouvements généraux de l'aiguille à la surface de la Terre. L'expérience montre le contraire, car on remarque dans certaines régions une grande activité de mouvement, tant dans la déclinaison, que dans Tinclinaison ; dans d'autres régions, un repos relatif des deux éléments, et dans d'autres régions encore un repos dans la déclinaison et une variation sensible dans l'inclinaison. »

Ainsi une région de remarquable activité se présente dans l'océan Atlantique sud, comprenant une grande partie des côtes de l'Amérique du Sud, le cap Horn, les îles Saint-Paul, Ascension, Sainte-Hélène, Falkland et les mers adjacentes. Sur plusieurs points de cette

(») The Nature, 16 mai 1878.

LE MAGNÉTISME TERRESTRE. 23 i

étendue le mouvement occidental de l'aiguille surpasse sept ou huit minutes par an et se continue depuis trois siècles. Sur les côtes de TÂmérique, l'inclinaison de l'extrémité sud de l'aiguille décroît de sept à quatre minutes par an, tandis que, du cap de Bonne-Espérance à l'Ascension, elle s'accroît annuellement de cinq à dix minutes. On a donc ici une sorte de dislocation des phénomènes généraux.

Une autre région d'activité, constatée par les changements de la variation, s'étend sur l'Europe, l'Asie occidentale et l'Afrique septentrionale. Ici l'aiguille, en opposition avec le mouvement vers l'ouest observé dans l'Atlantique sud, revient vers l'est depuis soixante ans avec une vitesse qui s'élève à dix minutes par an dans certains pays, et l'inclinaison diminue en moyenne de trois minutes.

Sur les côtes occidentales de l'Amérique du Sud, à Valparaiso, aux îles Falkland, l'inclinaison décroît dans la proportion de sept minutes par an; mais, si l'on navigue vers le nord, on voit ce mouvement s'arrêter lorsqu'on atteint le deuxième degré de latitude australe.

Remarque non moins curieuse, l'aiguille parait stationnaire dans toute l'Amérique du Nord. Le mouvement est à peine sensible également en Chine, où l'on remarque toutefois que l'inclinaison augmente actuellement de trois à quatre minutes, ce qui est le contraire de ce qui se passe en Europe. La variation dans les deux éléments est si faible sur une grande partie de l'océan Pacifique occidental, en Australie et dans la Nouvelle-Zélande, que nous pouvons voir là une zone de repos relatif.

a3l LE MAGNÉTISME TERRESTRE.

De ces faits, l*auteur conclut que des mouvement > que nous ne pouvons pas concevoir actuellement s'accomplissent dans l'intérieur de la Terre et que les variations séculaires du magnétisme sont dues à ces mouvements et non à des causes extérieures, ce qui revient à la conception de Haltey, d'un noyau intérieur considéré comme un aimant tournant sous la croûte extérieure de notre globe. Sans discuter la probabilité de cette supposition ) examinons si la manière d'être d'un autre élément, l'intensité du magnétisme, confirme l'hypothèse que des mouvements s'accomplissent actuellement dans l'intérieur du globe. Sans doute la stabilité est une des conditions essentielles de la force terrestre, et ce n'est que par l'observation attenti\e d'instruments de précision construits pour révéler les changements rapides, qu'on peut découvrir de telles variations. M. Brow^n a conclu de ces observations que la force magnétique s'accroît et diminue d'un jour a l'autre sur le globe entier, et que son accroissement, comme sa diminution, correspond à l'action du Soleil, suivant des intervalles de vingt-six jours, période attribuable à la rotation du Soleil. M. Evans pense que depuis un demi-siècle les observations anglaises paratNsent montrer un accroissement de deux ou trois centièmes de la force totale. En Italie, au contraire , il y aurait une diminution annuelle de quatre millièmes, d'après les observations du P. Rerry ; dans le nord du continent américain, cette môme force s'accroît lentement à Washington, reste stationnaire à Toronto, au Canada , et décroît légèrement à Key West, dans le

olfe du Mexique. Ainsi l'hémisphère nord paraît mon-

liî: magnétisme terrestre. ^33

Irer de la stabilité sur une très-grande étendue. Si maintenant nous considérons l'Amérique du Sud et ses mers adjacentes, nous trouvons une diminution remarquable dans Fintensité de la force terrestre. Les dernières observations faites par les oflBciers du Challenger à Valparaiso et à Montevideo, comparées avec celles des observateurs antérieurs, montrent que, depuis un demi-siècle, la force totale y a diminué d'un sixième et d'un septième ; la diminution a été d'un neuvième aux îles Falkland, et il en a été de même plus loin au nord, à Bahia et à l'île de l'Ascension. Cette aire d'affaiblissement occupe un espace immense; elle paraît atteindre l'équateur, s'étendre jusqu'à Taïti à l'ouest, et jusqu'à Sainte-Hélène à l'est. Au cap de Bonne-Espérance, il V a au contraire un accroissement.

Tels sont les faits observés. La difficulté est de los interpréter et d'en trouver l'explication véritable. Sous quelque aspect que nous examinions cet intéressant sujet du magnétisme terrestre et de ses variations séculaires, nous le voyons enveloppé d'une grande complication et d'un profond mystère ; les années et les documents semblent avoir reculé la solution. Le novau intérieur de.Halley, les pôles tournants de Hansteen et les hypothèses les plus récentes des physiciens les plus instruits de notre époque sont loin de résoudre le problème. Nous ne devons cependant pas désespérer qu'un jour ce grand secret de la nature soit surpris par l'investigation persévérante et infatigable de l'esprit humain.

Examinons maintenant en détail les observations faites en des lieux déterminés, et commençons par apprécier l'ensemble des observations de Paris.

On a remarqué en i55o que la déclinaison était oneniale et de 8"" environ. Trente ans plus tard, Tangle s'éle^it à ii^'So'. Puis l'aiguille s'est graduellement rapprochée du méridien qu'elle a atteint en i663. A partir de cette époque, l'aiguille s'est écartée vers l'ouest et la déclinaison est devenue occidentale. L'écart maximum a été atteint vers 1814 ; elle a oscillé dans le voisinage de ce maximum jusque vers 1825; puis elle a pris une marche rétrograde vers l'est, et sa déclinaison occidentale est actuellement d'environ 17''.

La série d'observations faites à Paris pendant plus de deux siècles, le long d'une période qui présente malheureusement plusieurs lacunes, peut être divisée en six parties : la première comprenant les observations faites par Picard, depuis 1667 jusqu'en i683; la deuxième, les observations faites par de la Hire père et ûls, depuis i683 jusqu'en 1719; la troisième, les observations faites par Maraldi, depuis 1719 jusqu'en 1744 ; la quatrième, les observations faites depuis 1744 jusqu'en 1791, par de Fouchy et Cassini; la cinquième, les observations faites par Ârago, Bouvard et autres, jusqu'au transfert des instruments magnétiques de l'Observatoire de Paris à celui de Montsouris, en 1871 ; la sixième, les observations de Montsouris.

Voici cette série entière ;

Déclinaison de l'aiguiUe aimantée, à Paris.

Décll-

Décli-

Décli-

Annéei.

naiion .

Années, i

laison.

Années. 1

naison.