Manual of yeology, p

COSM OCONIE.

La Terre, quoiqu'un atome dans l'immensité, est tout un monde par les vérités que son étude nous dévoile, et la science, bien que recueillie seulement à la surface de cette petite sphère, peut servir à comprendre les lois qui régissent les plus grands corps de l'univers. Enfin, dit encore le même savant, il est bon de se pénétrer de ces idées avant de commencer l'examen de notre globe, car elles donnent de la grandeur à la science, de la dignité à l’homme, et elles aident le géologue à comprendre les pensées les plus élevées de la philosophie de la nature.

§ t. COSHOGOMK.

La cosmogonie, restreinte au système planétaire dont notre globe fait partie, est donc le point de départ de toute étude géologique générale. Exposer ce que l'on sait de plus probable à ce sujet est une nécessité à laquelle tout esprit conséquent ne peut échapper, et dont le lecteur d'un livre tel que celui-ci a droit d'exiger que nous l'entretenions un instant.

Si, pour certaines parties de la science, nous avons vu notre pays devancé par les nations voisines, en ce qui concerne la théorie de la formation de notre système planétaire, la France peut réclamer la plus glorieuse part; Descartes, Bulfon et de Lapiace laissent, à cet égard, bien loin derrière eux Leibnitz et Newton.

Hypothè,e de Lapiace. — Nous aurions pu sans doute terminer l’histoire de la géologie par l'exposition de la théorie de Lapiace, et c’en eût été le digne couronnement, mais elle nous a paru mieux placée au commencement même de notre principal sujet, auquel elle sert en quelque sorte de Prologue, se rattachant directement à la géogénie d’abord et ensuite à la physique du globe.

COSMOGONIE

<' Quoique les éléments du système des planètes soient « arbitraires, dit l’auteur à la fin de son Exposition du sys- « tôme du monde1, cependant ils ont entre eux des rapports « qui peuvent nous éclairer sur son origine. En le considé- « rant avec attention, on est étonné de voir toutes les planètes « se mouvoir autour du soleil, d'Occident en Orient, et presque « dans le même plan ; les satellites, en mouvement autour de « leurs planètes, dans le même sens et à peu près dans le « même plan que les planètes; enfin le soleil, les planètes et « les satellites dont on a observé les mouvements de rota- « tion, tourner sur eux-mêmes dans le sens et à peu près « dans le plan de leurs mouvements de projection. Les « satellites offrent à cet égard une singularité remarquable. « Leur mouvement de rotation est exactement égal à leur « mouvement de révolution , en sorte qu’ils présentent « constamment le même hémisphère à leur planète. C’est n du moins ce que l’on observe pour la Lune, pour les « quatre satellites de Jupiter et pour le dernier satellite de « Saturne, les seuls satellites dont on ait jusqu'ici reconnu la « rotation. »

Le système planétaire, tel qu'il était connu alors, formait un ensemble de 11 planètes et de 18 satellites. Les mouvements de rotation du Soleil, de ti planètes, de la Lune, des satellites de Jupiter, d’un satellite de Saturne et de son anneau étaient établis. En les réunissant à ceux de révolution, ils constituaient ainsi 43 mouvements, tous dirigés dans le même sens.

« Des phénomènes aussi extraordinaires, poursuit de « Laplace, ne sont point dus à des causes irrégulières. En sou-

I. Vol. II, p. 392, 5- éd., 1821 (!"' ni., 1797, Yoy. jktsteà, nota , fri, plus que partout ailleurs, nous avons reproduit le texte nu* me de l’auteur, et nous ne croyons nullement que ce soit, comme nn l’a dit, le copier servilement ; c’est, suivant nous, le meilleur moyen d’en faire apprécier la valeur; c’est un hommage rendu à ces grandes illustrations de l’esprit humain que de n’altérer en rien l’expression de leur haute pensée; c’est une justice que l’on rend à la fois au savant et à l'écrivain, quand les deux mérites se trouvent réunis.

COSMOGONIE

« mettant aux calculs leurs probabilités, on trouve qu’il y a « plus de deux cent mille milliards à parier contre un, qu’ils « ne sont point l'effet du hasard, ce qui forme une probabi- « lité bien supérieure à celle de la plupart des événements « historiques tlout nous ne doutons point. Nous devons donc « croire, au moins avec la même confiance, qu’une cause « primitive a dirigé les mouvements planétaires. s

« l u autre phénomène également remarquable du sys- « tèmc solaire est le peu d’excentricité des orbes des planètes « et des satellites, tandis que ceux des comètes sont fort « allongés, les orbes de ce système n’offrant point de nuances « intermédiaires entre une grande et une petite excentricité.

« Nous sommes encore forcés de reconnaître ici l’effet d’une « cause régulière; le hasard n’eût point donné une .forme « presque circulaire aux orbes de toutes les planètes; il est « donc nécessaire que la cause qui a déterminé le mouve- « ment des corps les ait rendus presque circulaires. Il faut de « plus que la grande excentricité des orbes des comètes et « la direction de leur mouvement dans tous les sens en « soient des résultats nécessaires, car, en regardant les orbes « des comètes rétrogrades comme étant inclinés de plus de « 100° à l’écliptique, on trouve que l'inclinaison moyenne* « des orbes de toutes les comètes observées approche bcau- « coup de cent degrés, comme cela doit être, si ces corps « ont été lancés au hasard. »

lit quelle est cette cause primitive? de Laplace répondra plus loin ; mais auparavant il rappelle le passage où Newton exprime cette pensée, que l’influence perturbatrice réciproque des planètes doit à la longue troubler l’harmonie générale du système, les faire dévier de l’ellipse parfaite de leur orbite jusqu’à ce qu’enfin, c’est l’expression du grand mathématicien, ce système ait besoin d'être remis en ordre pur son auteur. Leibnitz ne manqua pas de relever l’inconséquence de cette conclusion en faisant voir qu’on ne pouvait pas supposer, même dans l’hypothèse, que le Créateur n'eût pas su ce

COSMOGONIE

qu’il fallait pour assurer la perpétuité de son œuvre et fût obligé d’y remettre la main pour la réparer de temps en temps. Aussi, de Laplace, calculant toutes ces influences secondaires qui, dans l’opinion de l’illustre géomètre anglais, devaient troubler la stabilité du monde, démontra qu’avec le temps les influences perturbatrices se détruisaient les unes les autres, et que ce même temps ramenait en sens contraire les effets qui avaient momentanément fait dévier le système de sa situation normale.

C’est seulement dans la dernière des Notes qui termine son livre que de Laplace répond à la question qu’il s'était posée précédemment, en remarquant d’abord que Buffon lui parait être le seul qui , depuis la découverte du vrai système du monde, ait essayé de remonter à l’origine des planètes et des satellites. L’hypothèse d’une comète tombant sur le Soleil et en chassant un torrent de matière qui s’est réunie au loin en divers globes, telle que nous l’avons exposée précédemment ( p. 120), satisfait au mouvement de translation des planètes dans le même sens, et à peu près dans le môme plan, mais il ne s’ensuit pas nécessairement que le mouvement de rotation soit dirigé dans le même sens. Ensuite, le peu d’çxcentricité des orbites serait contraire à l'hypothèse, parce que la théorie des forces centrales indique que, si un corps se mouvant dans un orbe rentrant autour du Soleil rase la surface de cet astre, il devra y revenir constamment à chacune de ses révolutions. Si donc les planètes avaient été primitivement détachées du Soleil, elles devraient le toucher chaque fois quelles reviennent vers lui, de sorte que leurs orbes, dit l’auteur de la Mécanique céleste, au lieu d'être circulaires seraient fort excentriques, ou du moins n’auraient pu avoir tous de petites excentricités que par le hasard le plus extraordinaire. Enfin, l’hypothèse ne rend pas compte de l’extrême allongement des orbes des comètes ; mais, à cet égard, on doit se rappeler que Buffon ne comprenait point ces corps dans son application, ce qui devait être, puisque

COSMOGONIE

c’était au choc de l’un d’eux qu’il attribuait l’origine des autres

Cette hypothèse, 'poursuit Laplace, est donc très-éloignée de satisfaire aux phénomènes précédents. Voyons s’il est possible de s'élever à leur véritable cause.

« Quelle que soit sa nature , puisqu’elle a produit ou « dirigé le mouvement des planètes, il faut qu’elle ait émit brassé tous ces corps ; et, vu la distance prodigieuse qui les « sépare, elle ne peut avoir été qu’un iluide d’une immense « étendue. Pour leur avoir donné dans le même sens un « mouvement presque circulaire autour du Soleil, il faut que « ce fluide ait environné cet astre comme une atmosphère. « La considération des mouvements planétaires nous conduit « donc à penser qu’en vertu d'une chaleur excessive l’atmo- « sphère du Soleil s’est primitivement étendue au delà des « orbes de toutes les planètes, et qu’elle s’est resserrée suc- « cessivement jusqu’à ses limites actuelles. »

« Dans l’état primitif où nous supposons le Soleil, il res- « semblait aux nébuleuses que le télescope nous montre com- « posées d’un noyau plus ou moins brillant, entouré d’une « nébulosité qui, en se condensant à la surface du noyau, « 1e transforme, en étoile. Si l’on conçoit, par analogie, toutes « les étoiles formées de cette manière, on peut imaginer leur « état antérieur de nébulosité, prébédé lui-même par d’autres « états, dans lesquels la matière nébuleuse était de plus en « plus diffuse, le noyau étant de moins en moins lumineux. « On arrive ainsi, en remontant aussi loin que possible, à une « nébulosité tellement diffuse, que l’on pourrait à peine en « soupçonner l’existence. »

Rappelant ensuite les observations qui tendent à prouver

t. On peut remarquer, d'un autre coté, que, suivant Buffon, le refroidissement, ayant depuis longtemps amené la consolidation de la terre jusqu’au centre, rend moins compte des phénomènes ignés subséquents et jusqu’à ceux de nos jours que l'hypothèse suivante qui maintient la fluidité intérieure du sphéroïde.

COSMOGONIE

<|ue le groupement de certaines étoiles résulte d'une cause primitive, telle que la condensation des nébuleuses à plusieurs noyaux, de Laplace se demande comment l’atmosphère solaire a pu déterminer les mouvements de rotation et de révolution des planètes et des satellites. « Si ces corps, dit-il, « avaient pénétré profondément dans cette asmosphère, sa « résistance les aurait fait tomber sur le Soleil. On peut donc « conjecturer que les planètes ont été formées, à ses limites « successives, par la condensation des zones de vapeurs u quelle a dû, en se refroidissant, abandonner dans le plan « de son équateur. »

L’auteur avait fait voir précédemment que l'atmosphère du Soleil ne peut pas s’étendre d'une manière indéfinie, et que sa limite est le point où la force centrifuge due à son mouvement de rotation balance la pesanteur; d’où il résulte qu’à mesure que le refroidissement, resserrant l'atmosphère, condense à la surface de l’astre les molécules qui en sont voisines, le mouvement de rotation augmente , puisqu’ en vertu du principe des aires, la somme de celles décrites par le rayon vecteur de chaque molécule du Soleil et de son atmosphère, et projetée sur le plan de son équateur, est toujours la même. Sa force centrifuge due à ce mouvement, devenant également plus grande, le point où elle fait équilibre à la pesanteur est aussi plus rapproché du centre du Soleil.

« Kn supposant donc, ce qu’il est naturel d’admettre, que « l’atmosphère s’est étendue à une époque quelconque jusqu'à « sa limite, elle a dû, en se refroidissant, abandonner les « molécules situées à cette limite et aux limites successives « produites par l’accroissement de la rotation du Soleil. Ces « molécules abandonnées ont continué de circuler autour de « cet astre, puisque leur force centrifuge était balancée par « leur pesanteur. Mais cette égalité n*ayant point lieu, par a rapport aux molécules atmosphériques placées sur les h parallèles à l’équateur solaire, celles-ci se sont rappro- » chées, par leur pesanteur, de l’atmosphère à mesure qu’elle

COSMOGONIE

« se condensait, et elles u’ ont cessé de lui appartenir qu’autant « que, par ce mouvement, elles se sont rapprochées du plan « de l'équateur.

« Considérons maintenant les zones des vapeurs, succes- « sivcinent abandonnées. Ces zones ont dû, selon toute vrai- « semblante, former, par leur condensation et l’attraction « mutuelle de leurs molécules, divers anneaux concentriques « de vapeurs circulant autour du Soleil. Le frottement mutuel « des molécules de chaque anneau a dû accélérer les unes et u retarder les autres, jusqu'à ce qu’elles aient acquis un même « mouvement angulaire, \insi, les vitesses réelles des inolé- « cules les plus éloignées du centre de l’astre ont été plus « grandes. »

« Si toutes les molécules d’un anneau de vapeurs couti- « nuaient de se condenser sans se désunir, elles formeraient « à la longue un anneau liquide ou solide. .Mais la régularité u que cette formation exige, dans toutes les parties de « l’anneau et dans leur refroidissement, a dû rendre ce phé- « nomène extrêmement rare. Aussi le système solaire n’en « offre-t-il qu’un seul exemple, celui des anneaux de Saturne. « Presque toujours, chaque anneau de vapeurs a dû se rompre « en plusieurs masses qui, môme avec des vitesses très-peu « différentes, ont continué à circuler à la même distance « autour du Soleil. Ces masses ont dû prendre une forme « sphéroïdale, avec un mouvement de rotation dirigé dans le « sens de leur révolution, puisque leurs molécules inférieures « avaient moins de vitesse réelle que les supérieures: elles « ont donc formé autant de planètes à l’état de vapeurs. Mais u si l’une d'elles a été assez puissante pour réunir successi- « veinent, par son attraction, toutes les autres autour de son « centre, l'anneau de. vapeurs aura été ainsi transformé dans « une seule masse sphéroïdique circulant autour du Soleil, u avec une rotation dirigée dans le sens de sa révolution. Ce « dernier cas a été le plus commun ; cependant le système

COSMOGONIE

« solaire nous offre le premier cas dans les quatre petites plaît nètes qui se meuvent entre Jupiter et Mars »

« Maintenant , si nous suivons les changements qu’un « refroidissement ultérieur a dû produire dans les planètes en « vapeurs, dont nous venons de concevoir la formation, nous « verrons naitre, au centre de chacune d’elles, un noyau « s’accroissant sans cesse par la condensation de l’atmosphère « qui l’environne. Dans cet état, la planète ressemblait parfai- « tement au Soleil à l’état de nébuleuse, où nous venons de « le considérer; le refroidissement a donc dû produire, aux « diverses limites de son atmosphère, des phénomènes sem- « blables à ceux que nous avons décrits, c’est-à-dire des « anneaux et des satellites circulant autour de son centre, « dans le sens de son mouvement de rotation, et tournant « dans le même sens sur eux-mêmes. La distribution régu- « lière de la masse des anneaux de Saturne, autour de son « centre et dans le plan de son équateur, résulte naturelle- « ment de cette hypothèse, et sans elle devient inexplicable. « Ces anneaux me paraissent être des preuves toujours subit sistantes de l’extension primitive de l'atmosphère de Saturne « et de ses retraites successives.

« Ainsi les phénomènes singuliers du peu d’excentricité « des orbes des planètes.et des satellites, du peu d'inclinaison « de ces orbes à l’équateur solaire, et de l'identité du sens des « mouvements de rotation et de révolution de tous ces corps, " avec celui de la rotation du Soleil, découlent de l’hypothèse « que nous proposons, et lui donnent une grande vraisem- « blance. »

« Dans notre hypothèse, les comètes sont étrangères au

« système planétaire

« L’examen -approfondi de toutes les circonstances de ce « système, ajoute plus loin de Laplace, accroit encore la pro- « habilité de notre hypothèse. La fluidité primitive des plaie nètes est clairement indiquée par l'aplatissement de leur

COSMOUOME.

« ligure, conforme aux lois de l’attraction mutuelle de leurs « molécules; elle est, de plus, prouvée pour la terre, par la « diminution régulière de la pesanteur en allant de l’équateur « aux pôles. Cet état de fluidité primitive, auquel on est con- « duit par les phénomènes astronomiques, doit se manifester « dans ceux que l’histoire naturelle nous présente. Mais, pour « l'y retrouver, il est nécessaire de prendre -en considération « l’immense variété des combinaisons formées par toutes les « substances terrestres mêlées dans l’état de vapeurs, lurs- « que l’abaissement de la température a permis à leurs u éléments de s’unir. Il faut ensuite considérer les prodi- « gieüx changements que cet abaissement a dit successi- « veinent amener dans l’intérieur et à la surface de la terre, « dans toutes sas productions, dans la constitution et la « pression de l’atmosphère, dans l'Océan et dans les corps « qu’il a tenus en dissolution. Enlin, il faut avoir égard « aux changements brusques, tels que de grandes éruptions « volcaniques, qui ont dû troubler à diverses époques la « régularité de ces changements. La géologie suivie sous « ce point de vue, qui la rattache à l’astronomie, pourra, « sur beaucoup d’objets, en acquérir la précision et la rer- « titude. »

Telle est, d’après les termes mêmes de l’auteur, que nous avons reproduits scrupuleusement pour n'en altérer ni la clarté ni la noble simplicité, l’idée la plus probable que l'on puisse se faire de l’origine de notre système planétaire, et, par conséquent de celle du globe terrestre qui en fait partie.

Suivant ce qu’écrivait plus récemment un savant critique, « tout ce que dit Buflôn de sa terre peut donc s'appliquer « à la terre de Laplace, sauf quelques particularités relatives « à l’état de la matière au centre de notre globe, lesquelles « sont mieux représentées par la théorie du géomètre que « par celle du naturaliste. Tout le bénéfice des déductions de « Buffon est ainsi acquis à la théorie de Laplace, et il est

cosMor.ONir. 301

« surprenant que cette dernière soit si peu connue **l aussi « peu populaire*. »

Mais cette circonstance, qui étonne le savant académicien, n'a rien, suivant nous, que de très-naturel : Y Exposition du système du monde n’est lue que par peu de personnes, si ce n’est par les astronomes, les physiciens et les mathématiciens, qui s'occupent de synthèses générales. Quant aux géologues, ils s'adonnent beaucoup plus aux diverses parties positives et pratiques de la science qu’aux idées théoriques, aux détails des terrains et de ce qu’ils renferment, qu'aux grands aperçus sur les relations du globe avec le reste de l’univers; il est donc tout simple que cette magnilique synthèse de ses calculs, que de Laplace a relégués en dernier lieu1 2 3 si modestement dans une note placée tout à la fin de son livre et sans titre particulier qui appelle l’attention, n'y ait été découverte, pour ainsi dire, que par quelques curieux , et ne soit pas entrée dans le domaine public comme la Thiorie de lu Terre , publiée dans de tout autres conditions.

Knlin, l'hypothèse de Laplace, comme on l’a fait remarquer, rend compte des chutes d'aérolithes. Ces coi*ps, restés d’abord en dehors de l’attraction des planètes, se trouvent ensuite précipités à leur surface lorsqu’elles viennent à être rencontrées par leur sphère d'activité.

Il serait inutile d'entrer ici dans plus de détails sur la cosmogonie et les diverses hypothèses auxquelles elle a pu donner lieu; aussi renverrons -nous le lecteur que ce sujet pourrait intéresser à ce que nous en avons déjà dit ailleurs ’.

1. Robinet, Éludes et lectures sur les sciences d'observations, vol. IV, p. 37,

2. Cette réserve de Laplace est ici bien singulière, car, dans la 1™ édi-

tion de son livre (an IV ), dans la 2r ( an VII), où il n'y a pas de Notes à la fin, comme dans la 3* (1808) et la 4e (1813), les faits et leur explication ne sont point séparés, mais réunis dans le chapitre vi intitulé : Considérations sur le système du monde. *