CHAPITRE III

FORME DE l'enveloppe AÉRIENNE AUTOUR DE LA TERRE.

SES conditions; son ORIGINE.

Puisque la Terre, astre rapide, vogue dans rimmensité, emportée par une vitesse vertigineuse, et entraîne adhérente à sa surface la couche gazeuse qui lenveloppe, il en résulte que cette couche gazeuse ne s^étend pas à T infini dans Timmensité, mais cesse d'exister à une certaine distance de la surface.

Jusqu'à quelle distance peut-elle s'étendre? La rotation du globe l'entraînant dans son mouvement diurne, nous pouvons remarquer d'abord qu'à une certaine hauteur au-dessus du sol, le mouvement de l'atmosphère est si rapide que la force centrifuge déployée par lui jetterait dans l'espace les molécules d'air extérieures, qui cesseraient d'être adhérentes et de continuer l'atmosphère par cela même.

Certains inventeurs de procédés de navigation aérienne s'étaient vaguement imaginé que l'atmosphère ne tourne pas entièrement avec la Terre, qu'en s'élevant à une certaine hauteur, on verrait le globe rouler sous soi, et que l'on n'aurait qu'à attendre que le méridien où Ton veut descendre passe sous la nacelle pour s'y trouver transporté par la rotation du globe.

Exposer cette hypothèse, c'est la réfuter. Tout ce qui environne la Terre lui est soumis. La Lune elle-même, à 96 000 lieues de distance, circule autour de nous dans le sens de notre propre rotation, mais avec une vitesse moindre en raison de son existence individuelle, de son poids relatif et de sa distance.

La force centrifuge s'accroît en raison du carré de la vitesse. A

Téquateur elle est le 289" de la pesanteur. Or, remarque curieuse, si la Terre tournait 17 fois plus vite, comme 17 X 17= 289, les corps ne pèseraient plus à l'équateur ! un objet, une pierre, détaché du sol par la main n'y retomberait plus. On serait si léger, qu'en dansant à la surface on serait semblable à des sylphes aériens déplacés par le vent. Les circonférences étant entre elles comme les rayons, à 17 fois la distance d'ici au centre de la Terre, à 25 500 lieues de hauteur, toutes choses restant égales d'ailleurs, l'Atmosphère cesserait de se tenir. Mais d'autre part la pesanteur diminue à mesure qu'on s'éloigne du centre d'attraction. En combinant cette diminution avec l'accroissement de la force centrifuge, j'ai calculé que c'est à 6 fois et demie environ (0,64) le rayon du globe, c'est-à-dire à 10 000 lieues au-dessus de la surface de la terre, que l'attraction égale la pesanteur, et que par conséquent les molécules aériennes qui pourraient encore se trouver dans ces espaces doivent forcément s'échapper. C'est la- distance à laquelle graviterait un satellite précisément en 23** 56", durée de la rotation de notre planète. C'est la limite théorique maximum de l'Atmosphère. Celle-ci est bien loin de s'étendre jusque-là, comme nous allons le voir; mais mathématiquement elle le pourrait, et ce n'est qu'à cette énorme distance que la force centrifuge serait assez grande pour s'opposer à l'existence d'une atmosphère.

Peut-être, dans ces régions élevées, aux limites même des sphères d'attraction des astres, s'opère-t-il un échange

Fiff.l.— Limite théorique maximum Je IcurS moléculcS gaZCUSCS. Telle est de l'Atmosphère. i t .^ * a • i i»aa

la limite extrême maximum de 1 Atmosphère; mais c'est à une hauteur incomparablement moindre que s'arrête le fluide respirablc pour l'homme. Ainsi à la hauteur de 3300 mètres que j'ai souvent atteinte en ballon (c'est la hauteur de l'Etna), on a sous les pieds près du tiers de la masse aérienne; à 5500 mètres, hauteur au-dessus de laquelle un grand nombre de montagnes élèvent encore leurs cimes, la colonne d'air qui pèse sur le sol a déjà perdu la moitié de son poids; par conséquent toute la masse gazeuse qui s'étend au loin dans le ciel, jusqu'à des distances immesurées, est simplement égale aux couches aériennes comprimées au-dessous dans les régions inférieures! En vertu de ces forces, la forme de l'Atmosphère n'est pas abso-

Fig. 2. — Limite mathématique de la figure de TÀtmosphère.

lomeat spherique^ mais gonflée à Téquateur^ où elle est plus élevée qu'aux pôles. La figure de Tatmosphère des corps célestes est telle que la résultante de la force centrifuge et de la force attractive lui est perpendiculaire. La limite maximum de cette figure^ dans le cas où Taplatissement est le plus grande a été donnée par Laplace : le diamètre de l'Atmosphère dans le sens de Téquateur est un tiers plus grand que le diamètre dans le sens des pôles. C'est la H mite mathématique vers laquelle tend l'atmosphère terrestre.

Mais elle n*a pas cette forme exagérée^ quoique en réalité elle soit sensiblement plus épaisse à 1 equateur qu'aux pôles. Pour compléter cette figure^ j'ajouterai encore qu'il est probable qu'une petite traînée de gaz légers reste constamment en arrière du globe dans sa translation rapide autour du Soleil. Enfin ces formes changent encore par des marées atmosphériques^ dues à l'attraction variable de la Lune et du Soleil.

Le poids décroissant des couches atmosphériques nous offre le premier procédé pour calculer une limite minimum de la hauteur de l'Atmosphère; de même que tout à l'heure la mécanique vient de nous présenter une limite maximum^ ici c'est la physique qui va nous servir.

Chaque molécule de l'air exerce, en vertu de son poids, une pression sur les molécules situées au-dessous d'elle; de haut en bas cette pression s'ajoute au poids de chaque couche successive et contribue, en se combinant avec l'action du globe terrestre, à les retenir autour de lui. Dans une colonne d'air verticale, oh trouve près du sol les couches les plus denses ; cette densité diminue à mesure qu'on s'élève, parce que la portion d'atmosphère placée audessous de l'observateur n'exerce plus aucune pression sur celles qui sont placées à son niveau. Le baromètre qui mesure cette pression se tient plus bas au sommet qu'au pied d'une montagne; et le rapport qui existe entre la pression et la hauteur est tellement intime, qu'on peut déduire la différence de niveau de deux points, de la différence de longueur des colonnes barométriques observées simultanément à ces deux stations.

Plus la pression diminue et plus Tair tend à se dilater; aussi semblerait-il au premier abord que TAtmosphère doive s^étendre à une très-grande distance.

Un physicien célèbre^ Mariotte^ a cherché à déterminer la loi de la compression des gaz^ et il a trouvé que la quantité d*air contenue dans le même volume^ ou^ en d autres termes^ la densité de Tair est proportionnelle à la pression supportée. Cette propriété est enseignée ds^ns les cours de physique sous le nom de loi de Mariotte. Jusqu'en ces dernières années^ on Ta considérée comme parfaitement exacte; mais alors on trouvait d'énormes difficultés à concevoir comment il se fiiit que latmosphère terrestre ne s'étende pas très-loin dans l'espace^ tandis que d'autres considérations indiquent qu'elle est nécessairement limitée et cesse à une petite distance au-dessus du sol.

Mais cette contradiction apparente était le résultat d'une trop grande généralisation de la loi de Mariotte qui est simplement approchée au lieu d'être rigoureuse. M. Regnault a étudié les différences réelles qui existent entre la loi théorique et les faits.

Depuis cette constatation, notre ancien collègue de l'Observatoire de Paris, M. Liais, en introduisant de très-petites bulles d'air dans un grand vide barométrique, d'une forme spéciale, a reconnu que les différences entre les données de l'observation et la théorie usuellement adoptée sont beaucoup plus grandes encore. En diminuant suffisamment la quantité d'air on parvient même à trouver une limite où les particules, loin de se repousser, comme cela aurait lieu si les gaz étaient dilatables à 1 infini, semblent au contraire avoir entre elles une adhérence semblable à celle des molécules d'un liquide visqueux. L'élasticité de l'air produisant l'expansion cesse donc à un certain degré de dilatation, a partir duquel ce gaz se comporte comme un liquide, mais un liquide incomparablement plus léger que tous ceux que nous connaissons.

En vertu de cette décroissance observée de la densité de l'air avec la hauteur, en examinant à ce point de vue spécial les conditions physiques de l'équilibre, et en prenant pour élément trois séries d'observations barométriques, thermométriques et hygrométriques faites à des altitudes difTérentes par'Gay-Lussac, Humboldt et Roussi ngault, J. B. Biot a démontré que la hauteur minimum de l'Atmosphère est de 47 800 mètres, ou environ 12 lieues. La, Tair doit être aussi rare que sous le récipient de nos machines pneumatiques oii l'on a fait le vide, — vide relatif, puisque nous ne pouvons obtenir le vide absolu.

Ainsi^ la hauteur minimum de l'Atmosphère est de 1 2 lieues^ et la hauteur maximum est 10 000. Voilà deux limites certaines^ mais bien écartées Tune de l'autre. N'existe- t-il pas d'autres méthodes d'approcher davantage de la réalité?

En effet, on a essayé de mesurer optiquement la hauteur de TAtmosphère, en étudiant la durée des crépuscules, le temps que les rayons solaires continuent à atteindre les régions aériennes lorsque l'astre lui-même est descendu sous l'horizon.

Si Tatmosphère terrestre était illimitée, le phénomène delà nuit nous serait complètement inconnu : la lumière du Soleil en atteignant à des couches d'air suffisamment éloignées de la Terre, pourrait toujours nous être renvoyée par la réflexion que ces couches lui feraient subir. D'un autre côté, l'absence de toute enveloppe aérienne aurait pour résultat de nous donner une nuit succédant brusquement au coucher du soleil, et la lumière du jour se déployant à l'instant même du lever. Or, tout le monde sait que le crépuscule du soir et l'aurore du matin allongent la durée du temps pendant lequel on est éclairé par la lumière solaire. On conçoit que l'observation de ces phénomènes a dû faire naître de bonne heure l'idée d'y chercher la mesure de la hauteur de TAtmosphère.

• Supposons que la Terre soit figurée par le cercle de rayon OA, que son atmosphère soit limitée par la circonférence FGHIC. Il est évident que lorsque le Soleil sera descendu au-dessous de l'horizon FACB du lieu A, il n'éclairera plus qu'une portion de l'Atmosphère. Ainsi quand le Soleil sera en J, si on imagine un cône tangent à la Terre et ayant le Soleil pour sommet, toutes les parties de l'Atmosphère située au-dessous de J6 cesseront d'être éclairées pour l'observateur placé en A, et la partie CIHG seule le sera encore. Plus tard, quand le Soleil sera en T, il n'y aura plus d'éclairée que la partie CIH; plus tard encore, que h partie CI; enfin, quand le Soleil sera en J"', sur la partie tan-

Fig. 3. — Mesure de la hauteur de rAtmosphère par la durée du crépuscule.

gentielle menée par rintersection de Thorizon FACB avec la circonférence limitée de TAtmosphère^ le crépuscule cessera. Dès q\ie le Soleil est couché on doit donc voir une sorte d*arc apparaître du côté opposé, s'élever de plus en plus, atteindre le zénith, puis 8*abaisser et enfin disparaître. Les phénomènes se passeraient d'une manière inverse pour Taurore ou crépuscule du matin. Telle est la théorie que les plus anciens astronomes avaient conçue des phénomènes crépusculaires. On trouve dans Foptique d'Alhasen (x** siècle) que Tangle d'abaissement du Soleil pour la fin du crépuscule ou le commencement de laurore est de 1 8^ et c'est encore cette valeur quQ les astronomes modernes adoptent comme moyenne.

Dans nos climats on aperçoit difficilement avec netteté la limite de séparation entre la partie de l'atmosphère éclairée par le Soleil et celle qui ne reçoit pas ses rayons directs. Mais Lacaille, dans son voyage au cap de Bonne-Espérance, a constaté toutes les phases que nous venons d'indiquer d après la théorie. « Les 16 et 17 avril 1751, dit-il, étant en mer et en calme, par un ciel extrêmement clair et serein, où je distinguais Vénus à l'horizon comme une étoile de seconde grandeur, je vis la lumière crépusculaire terminée en arc de cercle, aussi régulièrement que possible. Ayant réglé ma montre à Theure vraie, au coucher du So* leil, je vis cet arc confondu avec l'horizon; et je calculai, par l'heure, où je fis cette observation, que le Soleil était abaissé le 16 avril, de 16*38'; le 17, de 17M3'. » •

D'autres observations ont été faites depuis, comme nous le verrons plus loin.

On comprend que connaissant le cercle diurne apparent décrit par le Soleil un jour donné et la position de l'observateur sur la Terre, on puisse calculer, par le temps écoulé, entre l'heure du coucher et celle de la disparition de l'arc crépusculaire, l'angle parcouru par l'astre radieux au-dessous de l'horizon. On comprend aussi que suivant les saisons et suivant les lieux, on trouve une durée différente pour le crépuscule ou l'aurore, puisque l'éloignement plus ou moins grand du Soleil et l'état de l'air doivent influer sur la direction et sur la quantité de lumière qui, après des réflexions et des réfractions multiples, arrive à chaque observateur.

Nous étudierons dans notre deuxième Livre les effets optiques du crépuscule ; ici nous n'avons à nous occuper que du rapport qui existe entre sa durée et la hauteur de l'Atmosphère.

Or le temps pendant lequel le Soleil, après être descendu au-des-

sous de l*horizon d'un lieu^ continue à éclairer directement une partie de rAtmosplière visible de ce lieu, dépend de Tépaisseur des couches aériennes qui enveloppent la Terre. En effet, imaginons que nous fassions passer un plan par le lieu A, de la figure que nous venons de tracer, par le centre 0 de la Terre, et par le centre du Soleil, ce plan coupera la Terre suivant le cercle OA. Soit FAB la trace de Thorizon du lieu A dans ce même plan; par la rencontre C du cercle OA et de la ligne AB, menons la tangente CD à la Terre. Toute la partie de Tatraosphère visible en A cessera d'être éclairée par le soleil lorsque Tastre radieux, dans son mouvement diurne apparent, sera descendu au-dessous de.CDJ'". Or, nous venons de voir que Ton concluait de la durée du crépuscule qu'il se terminait lorsque l'angle BCJ'^' d'abaissement au-dessous de rhorizon était de 18*. Comme l'angle ÔAC est droit et que OA est le rayon de la terre, on connaît un côté et les angles du triangle OAC, et par conséquent, on peut en calculer tous les éléments. On peut donc regarder OC comme connu, et de là il résulte qu'on a la hauteur EC de l'atmosphère, différence entre OC et OE=OA.

Telle est la méthode imaginée par Kepler pour

conclure des phénomènes crépusculaires la hau-

teur de l'Atmosphère. Les résultats qu'elle a ^"^ ^^^'^"^^^'-j 'b fournis concordent avec les précédents pour donner à notre atmosphère, homogène mais de densité décroissante, une hauteur de 12 à 15 lieues. Le rayon moyen de la Terre étant de 1591 lieues, on voit que cette hauteur n'est que la 130** partie de ce rayon, c'est-à-dire que si Ton représentait la Terre par une sphère de 10 mètres de diamètre, l'atmosphère serait comparable à une couche de vapeur adhérente à la surface de ce globe, ayant une épaisseur de 38 millimètres.

Notre figure 4 représente exactement ce rapport. Elle montre : l"" l'intérieur incandescent \j du globe a; 2"* l'écorce solide 6 sur laquelle nous Fig.4.— coupe montrant vivons et édifions nos cités et nos dvnasties : elle }|épaiss3ur relative de

. ^ ^ lécorce terrestre, de

n a que 1 2 lieues d épaisseur, également , at- notre atmosphère et tendu qu'en raison de l'accroissement observé ^^^! atmosphère su-

* peneure.

de température, de 1 degré par 33 mètres, les

minéraux sont en fusion à cette profondeur; 3" l'épaisseur de la

couche aérienne sous laquelle nous respirons, c; W" la hauteur

probable d'une atmosphère très-légère d, superposée à la nôlre^ dont nous allons parler.

J'ajouterai cependant encore^ à propos de la mesure de la hauteur de l'Atmosphère par la durée du crépuscule^ que certains observateurs ont eu pour résultat de la m^^me recherche une élévation bien supérieure à la précédente^ et qui montre bien que les 12 lieues ne représentent véritablement qu'un minimum. M. Emmanuel Liais a calculé directement cette hauteur par l'observation de la durée du crépuscule et de la courbe crépusculaire qui colore le ciel de cette ravissante teinte rose si remarquable surtout dans les pays du sud. Ces études ont été faites d'une part sur l'Atlantique dans une traversée de France à Rio de Janeiro^ d'autre part dans la baie de cette capitale. Elles ont donné pour minimum 290 kilomètres et pour hauteur probable 330.

En étudiant au sommet du Faulhorn la marche des arcs crépusculaires, Bravais a obtenu une hauteur de 1 1 5 kilomètres.

La hauteur varie d'ailleurs avec la température et les saisons, et reste constamment plus forte à l'équateur. Une autre méthode, différente encore des précédentes, a été de mesurer l'épaisseur de la pénombre qui entoure l'ombre de la Terre, dessinée sur la Lune pendant les éclipses de Lune, ainsi que les phénomènes de réfraction qui se produisent. Cette mesure donne do 80 à 100 kilomètres pour l'épaisseur de l'atmosphère terrestre dont l'influence se fait sentir sous cet aspect spécial, ou de 20 à 25 lieues.

Les observations qui donnent à l'atmosphère terrestre une hauteur bien supérieure aux 15 lieues théoriques ont été depuis quelques années l'objet d'une discussion spéciale. Notre savant maître et ami Adolphe Quételet, directeur de l'Observatoire de Bruxelles, a conclu d'un très-grand nombre de recherches a cet égard, qu'en effet elle s'étend beaucoup plus haut qu'on le pensait; mais non plus exactement la même atmosphère qu*ici-bas.

Cette addition serait due à une atmosphère éthéréc, extrêmement rare et d'une nature différente de celle de l'atmosphère terrestre dans laquelle nous vivons. C'est la région où l'on voit spécialement les étoiles filantes, qui disparaissent ensuite en passant plus bas dans l'atmosphère terrestre.

L*atmosphèi*e supérieure serait stable; l'inférieure instable et sans cesse aj^itée. Les mouvements spéciaux, causés par l'action des vents et des tempêtes, seraient limités dans leur hauteur par l'effet dcb saisons. Ainsi, pour nos climats, la partie agitée, dans le voisinage de la terre, n'aurait que 3 à 4 lieues d'élévation en

L'ATMOSPHÈRE ÊTHÊRÊE SUPÉRIEURE. 25

hiver, et sa hauteur serait double h peu près en été. Toute la partie de Tatmosphère qui lui est supérieure, n'éprouverait qu'un mouvement très-affaibli et à peine sensible, provenant de la base mobile sur laquelle elle repose.

Les bouleversements continuels qui se forment dans les régions inférieures font que l'air qu'on y recueille est sensiblement le même, quant à la composition chimique : on ne trouve point de diflerence aux diverses hauteurs où Ton peut s'élever pour y prendre Tair et le soumettre à l'analyse.

Dans la couche immobile^ placée plus haut, où les êtres vivants n'ont pas accès, et où les nuages ne s'élèvent pas, on pourrait admettre au contraire que les milieux s'y étendent avec facilité dans Tordre de leurs densités et qu'ils s'y développent par couches uniformes, soit en se mêlant, soit en se tenant séparés. Il n'est pas nécessaire de supposer chaque couche composée comme celle qui lui est inférieure : elle peut même porter à sa surface des substances d'une pesanteur spécifique moindre, et non susceptibles de se composer ou de se mêler avec les substances inférieures.

Là naîtraient ces phénomènes dont nous nous formons difficilement une idée, en les jugeant de la surface de notre globe; là se montreraient aussi les étoiles filantes, qui arrivent de plus haut, les aurores boréales, et ces grands phénomènes lumineux dont nous sommes souvent les témoins sans pouvoir les soumettre directement à nos expériences. Toutes ces parties ne nous échappent pas complètement, surtout dans les aurores boréales et dans les phénomènes magnétiques. Si nous ne pouvons toucher la cause, nous en ressentons assez vivement les effets pour être en état de les apprécier.

Sir John Herschel, de la Rive, Hansteen paraissent partager sur ce point l'opinion de Quételet. Nous pouvons parfaitement admettre qu'au-dessus de notre atmosphère d'oxygène, d'azote et de vapeur d'eaUy réside une atmosphère extrêmement légère, qui peut s'élever jusqu'à 80 lieues de hauteur, et se trouve naturellement composée des gaz les plus légers, et, j'imagine, surtout d'hydrogène. Le globe terrestre ayant environ 3000 lieues de diamètre, celte épaisseur totale représente le AO* du diamètre du globe. L'existence simultanée de ces deux atmosphères est donc la conclusion générale à laquelle nous nous arrêterons d'abord ici.

Quant à la base de l'Atmosphère, nous pouvons nous demander maintenant si elle s'arrête à la surface du sol et ne descend pas dans l'intérieur du globe lui-même.

Pesant sur tous les corps situés à la surface de la Terre, elle tend à pénétrer partout, entre les molécules des liquides comme dans les interstices des roches; i'eau en contient, de même que les végétaux et tous les composés organiques ; la terre, les pierres poreuses en sont imprégnées, et cela d autant plus que la pression est plus considérable. On voit donc que Tair ne doit pas être limité à la portion qui est à l'état d'enveloppe gazeuse, et qu'une fraction notable, de ses éléments constituants a pénétré les eaux de l'Océan et les interstices des terrains. Quelques savants ont supposé que l'air qui compose l'Atmosphère n'était qu'un prolongement dune atmosphère intérieure; mais l'élévation de température due à la chaleur centrale s'oppose a la condensation des gaz, et doit limiter la présence de l'air dans les couches profondes.

On peut avoir une valeur approchée de la quantité d'air qui est ainsi engagée dans les eaux de l'Océan par la mesure de Tabsorp tion des gaz par les liquides. A la pression ordinaire, l'eau de mer absorbe de deux à trois centièmes de son volume d'air : seulement, la proportion d'oxygène est plus forte que dans l'air ordinaire. Le calcul montre que la quantité d'air absorbée par l'Océan ne dépasse pas le 3^ de l'Atmosphère.

Voilà donc cette atmosphère terrestre complètement déterminée pour nous dans sa hauteur et dans sa forme. Il nous reste encore ici toutefois un point curieux à élucider, c'est de remonter, s'il est possible, aux causes de l'existence de cette enveloppe, respiration de la terre entière.

En discutant les trois états des corps comme dépendants de la quantité de calorique qu'ils possèdent, Lavoisier est arrivé à des vues remarquables sur ce problème. L'étude du calorique, dit-il, jette un grand jour sur la manière dont se sont formées, dans l'origine des choses, les atmosphères des planètes, et notamment celle de la Terre. On conçoit que cette dernière doit être le résultat et le mélange 1* de toutes les substances susceptibles de se vaporiser ou plutôt de rester dans l'état aériforme, au degré de température dans lequel nous vivons, et à une pression égale à celle de l'air; V de toutes les substances susceptibles de se dissoudre dans cet assemblage de différents gaz.

Pour lixer nos idées sur ce sujet, considérons un moment ce qui arriverait aux différentes substances qui composent le globe, si la température en était brusquement changée. Supposons, par exemple, que la Terre se trouvât transportée tout à coup dans une région beaucoup plus chaude du système solaire, dans la région de

Mercure^ par exemple^ où la chaleur habituelle est probablement fort supérieure à celle de Teau bouillante : bientôt l'eau et les autres liquides terrestres, le mercure lui-même, entreraient en ébullition ; ils se transformeraient en fluides aériformes ou gaz, qui deviendraient parties de l'Atmosphère. Ces nouvelles espèces d'air se mêleraient avec celles déjà existantes, et il en résulterait des combinaisons nouvelles, jusqu'à ce que les diverses affinités se trouvant satisfaites, Jes principes qui composeraient ces différents gaz arrivassent à un état de repos. Mais cette vaporisation même aurait des bornes ; à mesure que la quantité des fluides élastiques augmenterait, leur pesanteur s'accroîtrait en proportion; et la nouvelle atmosphère arriverait à un degré de pesanteur tel, que l'eau qui n'aurait pas été vaporisée jusqu'alors cesserait de bouillir et resterait à l'état liquide; en sorte que la pesanteur de l'Atmosphère serait limitée et ne pourrait excéder un certain terme. On pourrait porter ces réflexions beaucoup plus loin, ajoute Lavoisier, et examiner ce qui arriverait aux pierres, aux sels et aux substances fusibles qui composent notre globe; on conçoit qu'elles se ramolliraient, entreraient en fusion et formeraient des fluides.

Par un effet contraire, si la Terre se trouvait tout à coup placée dans des régions très-froides, l'eau qui forme aujourd'hui nos fleuves et nos mers, et probablement le plus grand nombre des liquides que nous connaissons, se transformerait en montagnes solides, en rochers d'abord diaphanes, homogènes et blancs comme le cristal de roche, mais qui, se mêlant avec des substances de différente nature, formeraient ensuite des pierres opaques diversement colorées. L'air, dans cette supposition, ou au moins une partiç des substances aériformes qui le composent, cesseraient d'exister dans l'état de vapeurs élastiques, faute d'un degré de chaleur suffisant; elles reviendraient donc à l'état de liquidité, et il en résulterait . de nouveaux liquides dont nous n'avons aucune idée.

Ces deux suppositions extrêmes font voir clairement : 1' que solides f liquides f gaz sont trois états différents de la même matière, trois modifications particulières, par lesquelles presque toutes les substances peuvent successivement passer, et qui dépendent uniquement du degré de chaleur auquel elles sont exposées ; 2*" que notre atmosphère est un composé de tous les fluides susceptibles d'exister dans un état de vapeur et d'élasticité constante au degré habituel de chaleur et de pression que nous éprouvons; 3* qu'il ne serait pas impossible qu'il se rencontrât dans notre atmosphère des substances extrêmement compactes, des métaux*

mème^ et qu'une substance métaHique, par exemple, qui serait un peu plus volatile que le mercure, serait dans ce cas.

On sait, ajoute encore l'illustre et infortuné chimiste, que certains liquides « sont, comme Teau et Talcool, susceptibles de se mêler les uns avec les autres dans toutes proportions ; les autres, au contraire, comme le mercure, l'eau et Fhuile, ne peuvent contracter que des adhérences momentanées ; ils se séparent lorsqu'ils ont été mélangés, et se rangent en raison de leur gravité spécifique. La même chose doit arriver dans l'Atmosphère; il est probable qu'il s'est formé dans l'origine et qu'il se forme tous les jours des gaz qui ne sont que difficilement miscibles à l'air, et qui s'en séparent; si ces gaz sont plus légers, ils doivent se rassembler dans les régions élevées et y former des couches qui nagent sur l'air. Les phénomènes qui accompagnent les météores ignés me portent à croire qu'il exigte ainsi dans le haut de l'Atmosphère une couche d'un fluide inflammable, et que c'est au point de contact de ces deux couches d'air que s'opèrent les phénomènes de l'aurore boréale et des autres météores ignés, m

On voit que l'éminent chimiste français avait précédé nos savants contemporains dans l'idée de l'existence d'une atmosphère supérieure. Remarquons maintenant que d'après ces conditions de température, l'origine de l'Atmosphère doit être cherchée dans les périodes primitives, où le globe, encore incandescent et liquide, se couvrait lentement d'une mince pellicule solide, et développait à sa surface des quantités indescriptibles de gaz et de vapeurs se livrant des batailles incessantes. L'eau, combinaison d oxygène et d'.hydrogène, prit naissance au sein de ce gigantesque laboratoire primordial. L'air, mélange d'oxygène et d'azote, ne dut arriver qu'après mille variations à sa composition actuelle.

Qui pourrait dire les combats tumultueux livrés jadis sur ce globe par les élétnents primitifs? Qui pourrait dire à quelles conflagrations épouvantables nous devons aujourd'hui cette eau pure et souriante des ruisseaux, cet air azuré du ciel? Arrivés tard sur ce globe antique, il nous est difficile de remonter à cette origine mystérieuse, à ces transformations étranges du monde antédiluvien.

Les pluies chaudes sur les métaux incandescents ont dû décomposer et former bien des corps. Comme Ta écrit A. M. Ampère dans une théorie cosmogonique qui complète celle de Laplace, nous trouvons aujourd'hui dans l'Atmosphère même un grand monument des bouleversements qu'a produits sur le globe la décomposition

ORIGINE DE L'ATMOSPHÈRE. sg

des corps oxygénés par les métaux : c'est l'énorme quantité d'azote qui forme la plus grande partie de l'enveloppe aérienne. Il est peu naturel de supposer que cet azote n'ait pas été primitivement combiné, et tout porte à croire qu'il l'était avec l'oxygène aoua la forme d'acide nitreux ou nitrique. Pour cela, il lui fallait huit ou dii fois plus d'oxygène qu'il n'en reste. Où sera passé cet oxygène? Suivant toute apparence il aura servi à l'oxydation de

substances autrefois métalliques et aujourd'hui converties en alumine, en chaux, en oxyde de fer, de manganèse, etc.

il y aurait donc eu à une certaine époque précipitation d'acide nitrique, dissolution des métaux, et dégagement de gaz nitreux, le tout accompagné dune effervescence et d'une élévation de température formidables, qui auraient transformé l'Atmosphère en une mer bouillante, surchargée de vapeurs corrosives dont les énergiques réactions produisaient une mêlée indescriptible. La prédominance du sel marin donne lieu de penser que parmi

les gaz qui entraient dans la composition de ces vapeurs primitives^ le chlore n était pas le moins abondant. Ampère suppose qu'après un refroidissement nouveau^ une nouvelle mer 8*étant formée^ elle ne recouvrit plus toute la surface du noyau solide; que des îles apparurent au-dessus des eaux, et que la surface de la terre fut entourée d'une enveloppe formée, comme la nôtre, de fluides élastiques permanents, mais dans des proportions probablement fort différentes. Il semble, en effet, résulter des ingénieuses recherches de Brongniart, qu'à ces époques reculées cette enveloppe contenait beaucoup plus d'acide carbonique qu'aujourd'hui. Elle était impropre à la respiration des animaux, mais trèsfavorable à la végétation. Aussi la Terre se couvrit-eUe de plantes qui trouvaient dans l'air riche en carbone une nourriture abondante et féconde : d'où résultait un développement beaucoup plus considérable, que favorisait en outre un haut degré de température. C'est de cette époque que datent les houilles, immenses dépôts de végétaux carbonisés.

L'absorption et la destruction continuelles de Tacide carbonique par les végétaux rendaient l'air de plus en plus semblable en composition à ce qu'il est maintenant. Cependant l'enveloppe gazeuse n'était pas encore propre à entretenir la vie des animaux qui respirent l'air directement. Ce fut en effet dans leau qu'apparurent les premiers êtres appartenant au règne : les rayonnes et les mollusques. La première population des mers fut uniquement composée d'invertébrés, puis vinrent les poissons, et plus tard les reptiles marins. Après l'époque des poissons, après celle des sauriens féroces et monstrueux, vinrent les mammifères; l'Atmosphère se constitua peu à peu dans ses éléments chimiques et physiques qui la caractérisent aujourd'hui, et les organismes plus parfaits dominèrent le globe dont la conquête appartient aujourd'hui à l'espèce humaine.... Le vent qui mugissait dans ces forêts antédiluviennes, les foudres qui grondaient, les illuminations des crépuscules, les parfums des plantes sauvages et les panoramas solitaires des grands paysages, n'avaient alors aucun œil humain pour les contempler, aucune oreille p<iur les entendre, aucune pensée pour les connaître,... mais de siècle en siècle se préparaient les conditions de l'existence humaine sur notre planète habitée.