Naudin, Ch., Comptes Rendus T. LXXXIX. N:o

21. Maccagno, Comptes Rendus des travaux du congrès international des directeurs des sta-

tions agronomiques. Paris 1881 p. 453.

Où BR © ND

| IL Exposé préliminaire.

Au cours de mes voyages, j'ai fait quatre séjours dans les contrées polaires: un au Spitzhberg, en 1868, et trois dans la Laponie finlandaise, en 1871, 1882 et 1883, et j'ai été très frappé des phénomènes qu’y offre le monde végétal. Le nombre des genres et des familles va en diminuant, cela est naturel; mais le peu de végétaux qui restent, atteignent, même sur les hauts plateaux du Spitzhberg, un développement bien étonnant, si l’on considère tant de circonstances peu favorables à leur croissance. La vie végétale exige, pour se développer abondamment, un sol fertile et une quantité suffisante de chaleur, de lumière et d'humidité: or, la condition principale, la chaleur, ne se trouve dans ces contrées qu’en quantité minime. Il n’est besoin, pour s’en convaincre, que de jeter un coup-d’œil sur les isothermes de l’année et surtout de l’été. La ligne qui traverse le Spitzberg correspond à une température moyenne de — 7° à — 8°, et l’isotherme de 0° passe par la Laponie septentrionale. La température moyenne du mois de juillet est en Laponie de 10°, au Spitzberg, de 5°. Dans ces régions, les végétaux recoivent, il est vrai, un peu plus de lumière, grâce à la longueur des jours; mais cela ne suffit pas, à mon sens, à expliquer les phénomènes qu’on y constate.

Quelques détails rendront ces faits encore plus évidents. On

peut calculer, au moins approximativement, pour les différentes

latitudes, la quantité de chaleur solaire qui parvient à la surface de notre terre, et dont dépend évidemment l'existence des plantes.

Si l’on représente par 1000 la quantité de chaleur que le soleil envoie à la limite de notre atmosphère, sous l'équateur, la surface de la terre n’en reçoit, dans le courant d’une journée, qu'une fraction plus ou moins considérable, selon la latitude et la saison. Si l'atmosphère était complètement pénétrable à la chaleur, la déperdition serait minime; mais il n’en est pas ainsi: l'atmosphère contient en grande quantité des matières absorbantes, entre autres surtout de l’eau, soit à l’état gazeux, soit en particules solides ou liquides infiniment petites. On ne connaît pas exactement la quantité de chaleur absorbée, mais l’expérience semble prouver qu’on ne se trompe pas beaucoup en estimant la quantité pénétrante à 0,8ou 0,6 de la somme de chaleur (1) qui atteint les limites de notre atmosphère sous l’équateur. Nous aurions ainsi, pour l’époque du solstice d’été, le tableau suivant:

Latitude. Max. Min.

0,8 vo 0,6 ww 0,8 & 0,6 ww US 737 506 629 416 60° 730 456 5 0 70° 680 393 0 0

Il résulte de cela que malgré les longs jours de l'été, l’augmentation de chaleur, dans les hautes latitudes, est assez minime et ne suffirait pas pour constituer une condition favorable à la vie végétative.

Il en est de la quantité de lumière à peu près comme de la chaleur, et si l’on tient compte de la différence d’intensité, on reconnaîtra que le surplus de lumière dont jouissent les végétaux des régions polaires, n’est pas considérable, En effet, cet afflux plus grand de lumière a l'inconvénient de se répartir

sur un temps plus long et d’être ainsi bien moins intense, ce qui en diminue beaucoup l'effet, car l'influence de la lumière sur les végétaux dépend dans une grande mesure de son intensité. Il semble que le fait que la lumière est constante aux environs du solstice d’été, ne favorise pas son action sur les plantes, et que l’alternance du jour et de la nuit soit pour celles-ci un besoin de nature.

Nous pouvons résumer comme suit les phénomènes de vie végétale dont nous parlons ici:

Le petit nombre de végétaux qui résistent aux gelées nocturnes pendant le court été polaire, se développent avec une vigueur étonnante, offrent une singulière fraîcheur de coloration, et, si ce sont des céréales, donnent d’abondantes récoltes. Il n’est pas rare que le seigle rapporte quarante pour un et l'orge vingt pour un, et pourtant la terre y est si mal préparée, que les personnes habituées aux méthodes perfectionnées de culture de la Finlande méridionale, par exemple, ont peine à comprendre qu'on puisse même espérer une récolte quelconque dans ces conditions. N’était le risque constant de gelées nocturnes, l’agriculture pourrait être portée très haut en Laponie. Mais comme c’est là un mal qu'il n’est pas impossible d'éviter avec de la. prévoyance, on peut réellement espérer un beau développement dans l’avenir.

La physiologie végétale est arrivée à déterminer avec assez de sûreté le but des différents organes des plantes et à montrer pourquoi ils se développent de telle ou telle façon; il y a cependant encore des lacunes qu’on n’a pu combler que par des hypothèses plus ou moins probables.

Aînsi on n’explique pas d’une manière satisfaisante pourquoi les feuilles des conifères sont en forme d’aiguilles ou à quoi servent les barbes des épis des céréales.

Mes propres observations et celles faites par d’autres sur mes indications, tendent à établir dans la croissance annuelle des conifères une périodicité de plus en plus sensible à mesure qu’on s'approche du pôle. La coupe transversale des conifères, et particulièrement des pins, porte la trace de la croissance annuelle, Or ces anneaux varient beaucoup d’épaisseur d’une année à l’autre. Cela tient à bien des causes; mais si l’on élimine les effets de circonstances connues, âge, nature du sol, etc., il reste des différences qui semblent indiquer une périodicité coïncidant avec les périodes des taches solaires, des aurores boréales, etc.

Dans un travail intitulé: des variations périodiques dans certains phénomènes météorologiques, de leur connexion avec les variations d'aspect du soleil et de leur influence probable sur la végétation» (23), j'ai établi la probabilité de variations périodiques dans le produit des récoltes, la coïncidence de ces variations avec les périodes des taches du soleil et des aurores polaires, et la grande probabilité que ces variations sont plus évidentes dans les régions de la terre où les conditions climatologiques

sont extrêmes, la zone torride et la zone boréale.

Dans ce travail, je cherche à expliquer cette périodicité par les différences de nature de la chaleur que donne le soleil, selon qu’il a des taches ou qu'il n’en à pas. Dans le premier cas, il n’émet que des rayons de chaleur lumineux, dans le second, un mélange des rayons de chaleur lumineux et des rayons de chaleur obscurs. Les rayons de chaleur que le soleil envoie à la terre passent tous par l’atmosphère, qui en absorbe une partie. Or la quantité de chaleur absorbée dépend à un degré sensible de la nature de la chaleur. Dans le cas qui nous occupe, les rayons de chaleur obscurs sont plus fortement absorbés et il reste dans l'atmosphère une quantité relativement plus grande de

chaleur, que les vents distribuent ensuite en différentes régions du globe.

Bien que je considère encore cette explication comme très probable, je suis cependant forcé de la modifier un peu, pour laisser à un autre phénomène soumis à la même périodicité, savoir la lumière polaire, ou plus proprement sa cause, une grande part d'influence sur la vie végétale, et par conséquent une place importante dans l'explication de la périodicité des récoltes. Voici comment j'en suis venu là.

Pendant l'expédition polaire finlandaise à Sodankylä et à Kultala, de 1882 à 1884, il fut prouvé par des expériences directes, exécutées en plein air, que la lumière polaire était causée par des courants électriques dans l'atmosphère. La conviction acquise de l’exactitude de cette conclusion engagea les membres de l'expédition à mesurer la force électromotrice qui produit ces courants. Cette force, prise absolument, fut trouvée assez minime; mais en même temps ces recherches aboutirent à montrer que le courant électrique est constamment dans l’atmosphère, mais de force variable. On trouva encore que ce courant ne produit qu’exceptionnellement des phénomènes lumineux, et que cette production de lumière doit tenir principalement à la constitution de l’atmosphère à un moment donné, mais aussi à l’intensité de la force électromotrice agissant à ce moment.

Il s’ensuit que le résultat le plus important de ces recherches a été la constatation de l’existence d’un courant électrique constant passant des régions supérieures aux régions inférieures de l'atmosphère. Ces expériences ont, il est vrai, été faites. dans la Laponie finlandaise et leurs résultats ne font foi, à rigoureusement parler, que pour les régions polaires, mais ce qu’on sait

des lois qui régissent l'électricité atmosphérique, lois à peu près les mêmes, quelle que soit la latitude, ne permet guère de doute

sur l'existence d’un courant électrique dans toute l’atmosphère terrestre.

Ce courant lui-même a été jusqu’à présent très peu étudié, de sorte qu’on ne connaît guère les lois auxquelles il obéit. Les expériences n’ont eu encore pour objet que de mesurer la charge électrique dans un point de l'air, et les résultats ainsi obtenus ne peuvent pas conduire à des conclusions certaines sur l’intensité du courant, ni, par conséquent, à la connaissance des lois de ce phénomène; les faits établis permettent cependant quelques conclusions approximatives. Aïnsi, quand on a constaté que l'air près de la surface du sol est électrisé positivement (rarement négativement) et que cette électricité augmente avec la hauteur, on paraît autorisé à admettre l’existence d’un courant électrique partout dans l'atmosphère terrestre.

Comme nous l’avons dit plus haut, ce courant ne produit qu'exceptionnellement des phénomènes lumineux, lumière polaire ou aurore boréale, selon l’intensité du courant. Ces phénomènes lumineux étant plus fréquents dans les régions polaires qu'ailleurs, on doit en conclure que le courant électrique y est plus intense. J’ai montré ailleurs qu'il y a du reste de bonnes raisons pour cette énergie électrique plus grande (24). Il en résulte nécessairement que les effets de ce courant, dans tous les domaines auxquels ils s'étendent, seront plus sensibles dans ces régions.

Si l’on considère, d’une part, la présence de la vie végétale dans des contrées dont le climat lui est hostile, les particularités qu’elle y présente et leur périodicité, d’autre part, l’existence incontestable d’un courant électrique dans l'atmosphère, on est bien près de voir une connexion entre ces deux ordres de phénomènes, et de conclure que le courant électrique de l’atmosphère est la cause des phénomènes observés dans le monde végétal. Tout ce qui est dit plus haut des singulaités des phéno-

mènes végétaux dans les contrées polaires y trouvera son explication, les récoltes riches, la périodicité de croissement des pins; de cette vue les aiguilles des conifères et les barbes des épis ne seront que des moyens de faciliter le passage du courant électrique de l’atmosphère.

Dans les régions polaires, où ce courant électrique est le plus fort, ses effets seront aussi plus sensibles. Il ne faut pas oublier cependant que dans le processus compliqué de la vie des végétaux, cette action du courant électrique n’entre que pour une partie, et nullement la principale. Nous avons énuméré plus haut les plus importantes de ces conditions, sans y ranger le courant électrique. Il ne faut donc pas s'attendre à une intervention profonde de ce facteur dans les phénomènes vitaux; il ne faut y chercher qu’un des éléments de tout un ensemble.

Dans cette mesure, et quand on se sera convaincu de la nécessité d’une cause spéciale pour des phénomènes si particuliers, on arrivera à considérer comme très plausible le rapprochement que nous avons établi plus haut.

La science, de nos jours, ne peut pas se contenter de conclusions basées sur des probabilités. Elle exige des preuves décisives. Dans le cas présent, il n’est pas impossible d’en fournir.

J'ai montré dans l'introduction que la pensée de l'influence de l'électricité sur les végétaux n’est pas nouvelle, mais fait depuis plus d’un siècle l’objet de l’étude d’un grand nombre de savants. On à cherché de plus d’une manière à constater cette influence. Mais nous avons vu aussi que ces expériences ont conduit à des résultats si contradictoires qu’on se sentait peu encouragé à les poursuivre. Il n’est donc pas étonnant que le

savant hésite beaucoup à s'engager dans une entreprise considérable qui présente des chances si peu sûres de succès.

Si toutefois l’on examine bien les matériaux recueillis, on sera frappé des circonstances suivantes :

a) La plupart des expérimentateurs ont trouvé que l’électricité atmosphérique à une action bienfaisante sur les végétaux.

b) Chaque fois qu’on à employé de l'électricité obtenue artificiellement, le résultat a été favorable.

On pourrait aussi à bon droit se demander si l’idée qu’on s’est faite de l'influence de l'électricité, était juste.

Il est absolument contraire aux habitudes d’un homme de science, de nier brutalement les résultats obtenus par ses devanciers ou d’en contester l'authenticité: son premier devoir est de leur accorder le même degré de confiance qu’il croit être justifié à obtenir lui-même. Aussi se voit-il contraint, en présence de résultats contradictoires, d’en chercher la raison dans une interprétation inexacte des causes mêmes du phénomène, ou dans l'oubli de quelques circonstances accessoires.

Il est évident qu’on est toujours parti de l'hypothèse que Pélectricité en soi ou le courant électrique dans la plante ellemême était la cause agissante de l'influence favorable que l’on constatait.

Cette manière de voir, si naturelle qu’elle semble, ne, paraît plus si plausible à la réflexion. Les quantités d'électricité mises en œuvre dans des expériences comme celles que nous avons rappelées, sont minimes, bien qu’à une assez haute tension; aussi leur action directe, analogue à celle du courant galvanique, doit être, sinon nulle, du moins si faible, qu’on peut la négliger tout-à-fait.

Lorsque l’électricité traverse un mélange de gaz comme l’air atmosphérique, elle provoque dans la masse gazeuse des modifications chimiques faciles à reconnaître, si non à démêler com-

plètement. Nous le constatons en grand après l’orage: l’impres-

=— 39 — sion de fraîcheur que nous donne l’air alors, tient à la présence de l’ozone ou oxygène actif, formé par les décharges électriques. On constate la même chose dans un laboratoire si l’on fait agir

une machine électrique: au bout de quelques instants, 1l se répand une forte odeur d'ozone.

Dans les expériences en question, on a toujours disposé les choses de manière, soit à faciliter l'écoulement de l'électricité de l'air dans le sol, soit à empêcher cet écoulement en ün point donné. Dans le premier cas, les pointes métalliques constituaient autant de foyers de formation d’ozone, dans le second, on entravait cette formation en quelque mesure. Mais nous savons par expérience que l’ozone favorise la vie végétative, au moins à un certain degré, et les effets des dispositions prises sont tels qu’on peut être amené à attribuer cet heureux résultat à l'électricité elle-même. Cependant il y a une distinction essentielle à faire. Puisque c’est l’ozone produit par l’écoulement de l’électricité, qui est la cause active, on conçoit facilement que ses effets peuvent se transmettre à d’autres plantes que celles directement soumises à l’expérience, car l'ozone est entraîné de tous côtés par le vent et les courants d’air. On trouve là l'explication des contradictions dans les résultats obtenus par différents expérimentateurs. Il me paraît superflu de reprendr chaque cas particulier à ce point de vue; je ferai seulement remarquer combien facilement s'expliquent ainsi les résultats négatifs des expériences D’In- GENHOUSS: il suffit de se rappeler que l'ozone qui se forme audessus des arbres par l’écoulement de l’électricité atmosphérique par les pointes des fils de cuivre, se répand à tous les arbres du voisinage, de façon qu’ils en ressentent tous plus ou moins les effets. — Ces résultats contradictoires ont du reste encore d’autres causes: je les examinerai plus loin, car elles dérivent de

l'expérience que j'ai acquise au cours de mes études de cette question.

Partant du point de vue exposé ci-dessus, je jugeai qu'il y avait des raisons si puissantes de remettre la question à l’étude, que, sans me dissimuler les difficultés de l’entreprise, je résolus d’instituer une série d’expériences disposées de telle sorte que les réponses aux question que je posais à la nature s’obtinssent sans sacrifices pécuniaires trop considérables.

22. Angot. Recherches théoriques sur la distribution de la chaleur à la surface du Globe. Ann. du bureau Centr. Meteorol. 1883. ; 23. Lemstrom, $. Finsk tidskrift 1878.