II
de l'aurore boréale {fig- 17, H), on trouve un ia[)[)ort (piI est assez satisfaisant.
En examinant dans le , Tableau (p. Çji) les déterminations des raies du spectre de l'aui'ore boréale, on est porté à admettre (pi'on a regardé comme identiques des raies placées différemuient dans ce spectre. La grande discordance que l'on rencontre dans plusieurs cas ne peut guère s'expliquer autrement.
Les variations dans le nombre de raies que l'on trouve dans l'air raréfié en employant différentes méthodes pour produire la lumière affirment cette manière de voir.
M. Yogel a produit la lumière dans les tubes de Geissler avec une bobine de Ruhmkorff.
Nous l'avons obtenue avec le courant de la niacliine de Ilollz, cpii traversait une couche d air à la pression ordinaire avant de passer dans les tubes.
M. Sundell produisait la lumière par un enét d inlluence sur le tube en faisant jaillir les étincelles au dehors.
On voit que les trois méthodes donnent des résultats inégaux, mais on voit aussi qu'on trouve ordinairement dans le spectre de
iGo CHAPITRE XII.
l'air raréfié des bandes correspondant aux raies de l'aurore boréale.
On a prétendu cpie la i^aie caractéristique n" 2 n'a jamais été trouvée dans aucune source lumineuse terrestre. Nos déterminations ne nous ont pas non plus montré nue coïncidence parfaite entre la raie). = 55-o de l'aurore boréale, et celle 1= 558o, donnée par l'appareil de l'aurore boréale.
Quoiqu'il en soit, nous regardons la question comme tiancliée, jiarce que nous avons vu cette raie dans la lumière produite par une machine de Holtz mise en activité dans le conducteur d'un appareil d'écoulement installé sur une montagne de laLaponie.
Les circonstances dans lesquelles la lumière est produite ont donc une telle inlluence sur sa nature que nous n'avons pas le droit d'exiger que la coïncidence des raies de l'aurore boréale et de l'air raréfié soit plus parfaite.
La raie n" 12 s'accorde aussi avec deux raies du spectre de l'air. Aux circonstances défavorables dans lesquelles nous l'avons observée, nous aurions facilement pu confondre deux raies en une seule.
On voit bien (pie les conditions dans lesquelles le courant se produit dans l'appareil de l'aurore boréale ressemblent à celles qui existent dans l'atmosphère pendant l'aurore polaire elle-même, mais elles ne sont point identiques. La différence de température surtout est immense, ainsi que res])ace lumineux occupé par le courant.
Les douze raies ne se montrent pas toujours toutes ensemble dans l'aurore boréale; toutefois la raie 2 est inséparable de ce spectre. Lorsqu'on peut observer la raie rouge L ce qui est rare, les. raies comprises entre celle-ci et les raies 7 et 8 s'affaiblissent beaucoup et les autres disparaissent totalement. Nous sommes donc en présence de deux spectres diflerents; mais il est ])rol)able que l'accord sera d'autant plus grand que les circonstances extérieures se rapprocheront davantage.
Double périodicité. — On a voulu expliquer la double périodicité des taches solaires dont nous avons fait mention précédemment, en l'attribuant à l'inlluence directe du Soleil subissant l'ac- ; lion de Jupiter et de Saturne, les deux plus grandes planètes de notre svstème. En efiet, la durée de la révijlulion de la première
Tllf:ORIE ACTUELLE DE L'AURORE BORÉALE. i6i
plaïK'te ; I r^"% 86 légale presque la période la plus courle des taches, tandis que la durée de la révolution de Saturne (29''"%46^ doublée, c est-à-dire ,")y ans,est presfpic égaleà la période la plus longue. Nous voyons en outre que les deux planètes reviennent occuper à peu près la même position l'une par rapport à l'autre, après que Ju|)iter a accompli cinq révolutions (59""% 3) et Saturne deux révo-/ lulions (58""%92). Or, nous avons également constaté que les pé-j riodes des taches solaires s'accordent, avec celles des aurores bo-J réaies et celles des variations magnétiques.
Influence indirecte du Soleil. — Sans vouloir nier la possibilité d'une influence directe, au point de vue électrique, du Soleil sur les planètes et des planètes les unes sur les autres, nous croyons qu'on se hâte peut-être un peu trop à vouloir y chercher la cause de la périodicité des aurores. Il ne serait pas impossible que cet effet fût produit indirectement de la manière suivante : les planètes et surtout les deux plus considérables d'entre elles exerceraient, en vertu de leur attraction, une influence sensible sur les laits qui se passent à la surface du Soleil, en produisant plus de lâches solaires dans certaines positions mutuelles que dans d'autres; il en résulterait une modification delà chaleur rayonnante du Soleil, (^ette modification de la chaleur solaire serait la conséquence des taches. Un soleil couvert de taches envoie à la Terre une chaleur I qui sera absorbée par l'atmosphère terrestre beaucoup plus que la | chaleur émise par un soleil sans tache. L'atmosphère se comporte ' ici comme un écran plus ou moins absorbant, selon que la chaleur vient d'une source plus ou moins sombre. Il résulte de là que; > liiute la quantité de chaleur émise par le Soleil sera inégalement ' |)artagée entre l'atmosphère et la surface terrestre. Un soleil sans tache donnera une plus grande quantité de chaleur à la surface terrestre qu'un soleil avec des taches, et la quantité absorbée par l'atmosphère sera plus grande dans ce dernier cas.
Ce partage inégal de chaleur entre l'atmosphère et la surface terrestre pourrait bien être la cause qui détermine les changements périodiques observés sur la Terre. Une telle périodicité dans l'émission de la chaleur créerait une périodicité égale dans la vaporisation et par conséquent dans la prtjduction de l'électricité à la surface de la Terre.
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On expliquerait ainsi la périodicité spéciale d'une façon bien plus simple, puisqu'il nous sera inutile de supposer d'autres influences solaires que des influences calorifiques et lumineuses. Les observations météorologiques n'ont point été continuées assez longtemps pour qu'il soitpossibled'en tirer uneconclusion certaine. Cependant nous croyons qu'une telle périodicité résulte de l'enseml)le des observations faites sur les vents irréguliers ou bourrasques de l'atmosphère. Si l'hypotlièse se vérifiait pleinement, la science des aurores aurait accompli un bien réel progrès. Mais aussi d'autres phénomènes météorologiques donnent, comme il a été dit plus haut, lieu à la supposition d'une périodicité égale. En tous cas, cette opinion paraît s'accorder mieux avec les lois de la nature qu'avec une influence directe du Soleil; nous ne pouvons comprendre la possibilité d'une telle influence directe, surtout quand nous nous rappelons combien sont minimes les forces exercées par l'électricité et le magnétisme relativement aux espaces immenses qui séparent les corps célestes les uns des autres. Et de plus nous avons émis plus haut un principe qui nous semble être toujours vrai, c'est qu'il faut chercher les causes des phénomènes terrestres, d'abord dans les forces agissant sur la Terre, et n'invoquer que bien plus tard les actions s'exercant dans les espaces cosmic[ues (Note XV j. .'"
Périodes annuelles et journalières. — A quoi attribuer les périodes annuelles et journalières des aurores, sinon aux variations éprouvées dans les phénomènes météorologiques et surtout dans la vaporisation ?
Celle-ci agit de deux façons difl'érentes : d'abord comme intermédiaire de la production de l'électricité, puis en modifiant le pouvoir conducteur de l'air. Le nombre des aurores doit être plus grand pendant les saisons où la vaporisation offre son maximum d'intensité et nous avons vu que c'est en effet ce qui arrive. Lorsque la vapeur d'eau, absorbée par l'air pendant la journée, se condense le soir et pendant la nuit, le pouvoir conducteur de l'atmosphère augmente et les conditions deviennent d'autant plus favorables aux aurores boréales.
Apparition simultanée de V aurore aux deux pôles. — Le
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conchiclcnr atmosphérique entourant toute la Terre, il arrivera nécessairenicnt, si une perturbation de l'équilibre électrique s'y produit en un point quelconque, que cette perturbation exercera son inlluence sur l'espace tout entier. Si donc le conducteur reçoit une plus grande quantité d'électricité dans l'hémisphère nord, cette électricité s'amassera aussi dans Ihémisphèrc sud par suite de la tondurtibililé, et il en résulte qu'en général les aurores doivent être sijnultanées aux deux pôles de la Terre.
Bruit <le l'aurore boréale. — Il [)arait être vrai qu'on entend un bruit pendant l'aurore boréale. Quant à nous, nous n'avons jamais constaté ce bruit; mais nous l'econnaissons que, dans les divers cas où nous avons assisté au phénomène, les circonstances accidentelles, telles que le grondement de la mer ou le murmure du vent, suffisaient amplement pour nous empêcher de j)ercevoir un faible bruit.
La lumière étant produite par un courant électrique, nous pouvons la considérer comme une série d'étincelles électriques inliniment |)Ctitcs et jaillissant dans l'air de particule en particule. Si l'air contient de petites aiguilles de glace, il arrivera que ces étincelles seront plus grandes que si l'air contient des gouttelettes d'eau, sous forme de brouillard par exemple. Or, aussitôt que les étincelles atteindront une certaine dimension, il se produira nc'-cessairement un l)riiit qui devra être entendu, surtout par une tenqiérature extérieure peu élevée. Le bruit peut donc bien s'entendre.
L'accord entre la théorie et les faits observés est donc aussi [)ar fait qu'il nous est permis de l'espérer dans l'état actuel de uds connaissances. Nous n'hésitons pas à penser que les recherches ultérieures confirmeront cette théorie. L'expérience avec les ap])areils d'écoulement doit lever tous les doutes, puisque le courant éleclrirjue producteur de l'aurore polaire a été constaté et mesuré.
Sur les recherches futures de l'aurore boréale.
En connaissant la nature de l'aurore boréale, les recherches (pii la concernent prendront un autre caractère. En premier lieu, il faudra c\:iininer de plus |)rès la cause qui [ti'oduit la liiiiiiric,
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c'est-à-dire la grandeur et la direction du courant électrique dans Vatmosplièrc.
II nous semble nécessaire d'appliquer une mélhode qui donne directement la force électromotrice de ce courant, ou les variations du potentiel avec la hauteur.
Ce n'est qu'après avoir déterminé en plusieurs endroits de la Terre ce courant et ses variations qu'on pourra tirer des conclusions certaines sur les lois auxquelles il obéit. Il est clair qu'il faut continuer à observer les apparitions plus ou moins fréquentes de l'aurore boréale, sa position dans le ciel et déterminer par Tana- 1 se spectrale la nature de la lumière, avec les formes sous lesquelles elle se montre.
La hauteur de l'aurore boréale au-dessus de la surface terrestre est d'un grand intérêt; mais, comme nous l'avons vu, les méthodes employées jusqu'à présent ne donnent pas des résultats exacts.
La deuxième méthode seulement, par laquelle on détermine en même temps la hauteur et l'azimut d'un point bien caractérisé du phénomène, peut, selon nous, conduire à des résultats certains.
L'application de la théorie de M. Edlund sur l'induction unipolaire demande à être bien interprétée.
Bien que nous regardions la question de l'origine de l'électricité atmosphérique comme théoriquement déterminée, nous sommes pourtant d'accord avec M. Tait, sur la nécessité d'entreprendre des expériences étendues et sur une grande échelle pour pouvoir agrandir et affermir nos connaissances dans cette élude.
Quant aux périodes de l'aurore boréale, en ce qui concerne les changements périodiques dans notre système planétaire, nous sommes obligés de nouscontenter encoredes hypothèses déjà faites, et pour la chaleur envoyée par le Soleil, aux époques où il est plus ou moins couvert de taches, il nous faudra attendre les renseignements que pourra fournir l'expérience.
Il semble bien démontré que le courant électrique qui produit l'aurore boréale est en rapport intime avec les courants électriques tclluriques et les perturbations magnétiques. Les recherches futures devront donc envisager ces deux phénomènes. On voit facilement qu'il faudra étendre ces recherches jusqu'aux contrées polaires, surtout aux environs de la zone maximum de l'aurore boréale ou dans cette zone même. La Laponie finlandaise, le nord de la Nor-
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wège, mais surtout l'Amérique du Nord, où la zone d'aurore boréale atteint une latitude plus basse que partout ailleurs, seraient àplusieuis points de vue les plus propres à ces nouvelles études. Déjà à une hauteur de looo"" on peut faire des recherches satisfaisantes sur le courant électrique de l'atmosphère, et la loi des variations de la force électromotrice peut être déterminée avec des appareils d'écoulement à dilTérentes hauteurs.
On ne saurait dire quels résultats on obtiendrait en installant de j)areilles expériences sur les montagnes du milieu de l'Europe, mais il est certain que ces expériences seraient d'un très grand intérêt.
Il est hors de doute que des phénomènes de lumière se montreront ainsi que les courants électriques, mais on ne sait pas s'ils correspondraient avec de semblables phénomènes dans les contrées polaires.
NOTE I (p. 21).
Dans le travail Das Polarliclit, M. Frilz a traité les cliillies un peu autrement, mais le résultat reste le même.
Les deux périodes sont déterminées, par M. Fritz, à ii,i et 50,6 années.
Les nouveaux Catalogues de lAI. Mobreg pour la Finlande, iSjfi-iS^a, et de Rubenson pour la Suède, jyoo-iSSo, contribuent à alTirmer les résultats.
NOTE II (p. 37).
Le calcul mathématique des dates observées ayant une grande importance, nous reproduirons ici la méthode employée par .Ai. Aordenskiold pour calculer ces dates :
Si, dans la Jig. i8, V représente le lieu d'hivernage de la Véga à l'em-
FiK. i8.
bouchure du Koljuschkin bay (67°4'/(9" lat. N. et iSô^Sô'SS" long. E. de Greenwicli), G le centre de la Terre, H le sommet du cercle lumineux.
N cl O les points de rencontre de ce cercle avec l'horizon du point \, yi le centre du cercle, et que l'on suppose
/• rayon de la Terre,
/ rayon du cercle lumineux,
m distance de son centre à celui de la Terre,
/i liauleur véritable de H au-dessus de la surface de la Terre,
on aura donc :
UC = r — h; ;ji, l'angle entre l'horizon W'O du lieu d'observation et le
plan du cercle lumineux, ou l'angle des normales respectives à ces plans :
CV et CM, c'est-à-dire l'angle YCM = VPII ; a = \"CH, angle mesuré au centre de la Terre entre les rayons du point
d'observation et la perpendiculaire menée de H sur la surface de la Terre; Y = HVP, hauteur apparente du cercle lumineux vu de V; P, ou N\P, la moitié de l'étendue du cercle lumineux le long de l'horizon
vu de V; 0 = NMH, moitié de la longueur angulaire de la partie du cercle lumineux
qui est visible de V.
Les angles de y et 2,3 ont été mesurés directement et [j. résulte de l'hy- |)othèse faite sur la position du cercle lumineux au-dessus de la surface de la Terre.
Les quantités qu'il est nécessaire de déterminer, c'est-à-dire H et /, exigent la connaissance d^ a et de 0.
< )\\ ..blicnl 0, si N.MO = oj :
tang- = tanj
= cot- — tang.NJlM sin Y
NP
ïTp
tan'
