MAGNÉTISME TERRESTRE

Vous savez, messieurs, qu’une aiguille aimantée, librement suspendue par son centre de gravité, prend une direction déterminée, fixe pour chaque lieu et pour chaque époque ; quand l’aiguille est écartée de sa position d’équilibre, elle y revient d’elle- même après un nombre plus on moins grand d’oscillations, sous l’action de cette force particulière appelée intensité magnétique.

Le plan qui passe par l’aiguille et la verticale s’appelle méridien magnétique ; l’angle de ce plan avec le méridien du lieu porte le nom de déclinaison, et de variation en marine; en réalité, c’est l’azimuth de l’aiguille. Cette déclinaison, mesurée par la boussole, sert aux Chinois depuis plusieurs milliers d’années, disent-ils, et aux Européens depuis le xn' siècle, pour la conduite des navires, en donnant ainsi la connaissance de la direction suivie, quand tout autre point de repère fait défaut.

L’angle de cette aiguille avec l’horizon, ou hauteur de l’aiguille, s’appelle inclinaison; c’est le complément de ce que l’on peut appeler la distance zénithale de l’aiguille.

La détermination précise de \& déclinaison et de l'inclinaison, h chaque lieu et à chaque époque, nécessite un nombre immense d’observations locales, séculaires, pour déterminer le caractère général du phénomène et le dégager des irrégularités accidentelles qui se font jour, là, plus encore ou autant que pour le phénomène thermal.

Quelle est la corrélation, le lien, la dépendance, qui rattache le magnétisme terrestre aux autres forces naturelles ? C’est là, messieurs, une des plus grandes questions de la philosophie générale, à laquelle il ne sera pas donné peut-être à notre âge de pouvoir complètement ré-

pondre, mais qui sera résolue par nos neveux ; car nous sommes dans la voie.

Au début, on ne reconnaissait la qualité d’aimant qu’à un certain minéral, mélange de sesquioxyde et de peroxyde de fer, puis au nickel. Notre grand Ampère (1) a fait faire au sujet un pas de géant, en montrant des relations intimes qui existent entre le magnétisme et l’électricité ; avec lui, la terre n’était plus qu’un gigantesque solénoîde où la pensée pouvait concevoir un axe magnétique, deux pôles, un équateur, et tout son cortège de méridiens et de parallèles.

L’inclinaison est nulle à l’équateur magnétique, et elle atteint à ses deux pôles la valeur de 90 degrés. La variation change suivant les lieux, d’après la situation de leurs méridiens par rapport au méridien fondamental passant par le pôle magnétique.

Si le pôle magnétique était fixe et n’était pas animé d’un mouvement de translation sur la surface de la terre, on pourrait choisir le méridien naturel de ce pôle comme premier méridien, sans froisser aucun amour-propre national ; mais le déplacement du pôle magnétique, sur lequel je vais m'arrêter tout à l’heure, rend ce choix illusoire.

Ces prémisses générales rendent-elles compte des faits? Oui, si l’on examine les lignes générales dans les parages où de vastes étendues présentent une surface homogène. Non, si l’on voit les déviations anormales qui marquent à

(1) On ne saurait trop insister sur le caractère de jeunesse de notre humaine science, dans toutes ses branches-, en ce qui concerne le magnétisme, on voit des hommes comme Humboldt et Gauss, nos contemporains, être les premiers à ébaucher les éléments de recherches et d’observations ; à leur suite, on peut citer entre autres Barlow, Hansteen, Duperrey, etc. Voyez le TraM de M. Tecquerel de l’Institut.

chaque instant, comme pour la chaleur, l’hétérogénéité de la surface et la prépondérance des causes locales.

L’équateur magnétique, ou ligne à' inclinaison zéro, présente de nombreuses brisures ; les intensités magnétiques changent par soubresauts ; les déclinaisons, régulières en général sur les océans, présentent entre autres deux lunettes saillantes, ou points singuliers : l’un en Sibérie, l’autre dans le Pacifique, entre les Sandwich et Otaïti. Évidemment là, cerlaines causes locales viennent perturber le coté général du phénomène. Malheureusement, sur mer, on ne peut observer que la déclinaison, et même grossièrement; on n’y peut pas obtenir Y inclinaison, qui exige la stabilité de l’observatoire. L’une de ces deux variables, isolément obtenue, ne peut servir à rien pour l’établissement de la théorie ; on ne peut donc pas utiliser les lieux où le phénomène est le plus régulier, pour déduire ensuite des lois ainsi constituées les plus ou moim à faire intervenir dans chaque lieu d’après les irrégularités locales.

Malgré cela, on peut déjà préciser la nature du phénomène, en suivant la trace de Barlow, qui avait électrisé une sphère de métal et constaté l’action de cette sphère sur l’aiguille aimantée, dans des conditions analogues, mais régulières, à celles de nos observations terrestres.

Le pôle magnétique .Nord se trouvait, en 1830, sur cette terre de Boolhria Félix, auquel la reconnaissance de John Ross donna le nom du grand Anglais qui avait consacré une somme considérable à aider deux des plus illustres marins de l’Angleterre, dans l’accomplissement d’une expédition scientifique à laquelle l’Amirauté britannique avait refusé son concours.

Quant au pôle magnétique Sud, il n’est pas nécessairement sur le même diamètre que le premier, attendu que rien n’affirme que le barreau théorique à substituer à notre

terre hétérogène, soit nécessairement nn barreau rectiligne et non point brisé ou incurvé en passant par le centre; et cette raison seule détruirait toute la régularité des parallèles et des méridiens magnétiques.

Notre pôle de la terre, le pôle Nord magnétique, et un lieu, Paris, par exemple, forment un triangle où l’on connaît la distance de Paris au pôle, l'angle du méridien de Paris avec le méridien magnétique, ou variation, et la distance de Paris au pôle magnétique ou complètement de Y inclinaiso7i.

On peut donc facilement calculer la distance du pôle magnétique au pôle de la terre, ainsi que la longitude magnétique.

En opérant sur un même lieu, Paris, par exemple, avec des observations séculaires, on pourra connaître la loi générale qui préside à la rotation du pôle magnétique, en ayant ainsi une seule erreur particulière due à l’influence locale, influence qui elle-même aura sa loi propre, ajoutant son effet à celui de la loi d’ensemble.

Ce mode d’élucidation est le seul qui puisse permettre de démêler une loi générale au sein de ce chaos inextricable, en apparence, des observations recueillies dans chaque lieu (l).

En prenant les observations conjuguées de déclinaison et d’inclinaison pour Paris, et en calculant les valeurs polaires correspondantes, on peut construire la courbe qui serait décrite sur la surface de la terre par le pôle magnétique, dans le temps, si le globe en entier avait une constitution homogène à celle de la ville choisie.

(1) Quelques chercheurs, en établissant des formules isolées d’interpolation sur le mouvement à Paris de la déclinaison et de l’inciiiiaison, ont méconnu gravement l’esprit intrinsèque du sujet, et ils ont donné par là une preuve de leur manque absolu de sens scimlifique.

Puis, on devra calculer également, et construire toutes les courbes polaires qui seraient décrites, d’après les observations de tous les autres lieux.

Ces courbes sont-elles identiques ? Affectent-elles une forme générale qui permette de dessiner une sorte de courbe moyenne pouvant correspondre à une loi d’ensemble?

On ne peut même pas répondre à ces questions préliminaires et élémentaires ! 11 n'y a guère que cinquante ans que l’on sait observer Vinclinaison, et encore ne l’a-t-on observée d’une manière suivie que sur quelques rares points, et sur aucun des points où le phénomène pourrait offrir le plus de régularité. On manque donc de données pour asseoir la loi expérimentale.

Or, rappelons-nous que si Newton a pu conquérir, comme le disait Lagrange, un nom sans rival dans l’bistoire, puisqu’il n’y avait qu’un monde à découvrir, et que c’est lui qui a formulé sa loi ; du moins Newton a dû forcément s’appuyer sur les grandes lois expérimentales de Kepler, lois dont l’énoncé était le résultat du génie aux prises avec des groupes d’observations plusieurs fois séculaires.

De plus, nos courbes théoriques, règles des mouvements des deux, ne dépeignent que des moyennes en deçà et au delà desquelles oscillent les véritables valeurs, par des écarts secondaires analogues à ceux de précession et de nutation.

Et pour la loi du mouvement du pôle magnétique, il doit y avoir une superposition d’un déplacement séculaire, puis annuel, puis diurne, chacun d’eux ayant sa loi propre dans le temps.

Ce n’est pas tout ; ce mot de loi n’offre quelque intérêt à l’esprit de l’homme, qu’à la condition de se traduire par une formule simple et même linéaire, ou proportionnalité

du premier degré; ainsi, lorsque Képler étudiait les mouvements de la planète Mars, son intuition en quelque sorte divinatoire l’a conduit à constater la proportionnalité de la surface au temps ; cette magnifique loi des aires est en réalité fort complexe quand on veut calculer l’angle ou l’arc parcouru, mais elle satisfait à cet attribut de la simplicité qui frappe si vivement l’intelligence.

Dans le cas du magnétisme, ces leçons du passé trouvent leur emploi. Quand bien même la courbe décrite par le pôle magnétique serait une circonférence ayant pour centre le pôle de la terre, on ne pourrait pas en conclure la loi du mouvement par un siuiple calcul proportionnel, s’appliquant à l’angle, ou à la surface décrite, ou à telle autre grandeur spéciale.

Le trait qu’on a marqué en rouge sur la figure n’a aucun caractère de vérité constatée ; il a pour but de préciser le sens de la question, sans plus. Ainsi, en 1663, la déclinaison étant nulle à Paris, le pôle magnétique pouvait être dans notre méridien, en se trouvant à une distance du pôle Nord égale à la différence entre l’inclinaison et la latitude; puis, en 1830, le pôle magnétique se trouvait au lieu indiqué.

Supposons que la courbe décrite soit une circonférence, et admettons la régularité du mouvement, il faudrait alors une période d’environ COO ans pour que le pôle magnétique accomplisse sa révolution; en tous cas, on ne peut rien affirmer; ce ne sont là que des vues, non point des vérités.

Cette hypothèse, en dehors des balancements ou écarts annuels et diurnes, rend bien compte du sens général du phénomène; ainsi, avant 1663, la déclinaison était Est, puis elle devient zéro, puis elle passe à l’Ouest en crois- • sant, puis elle reste stationnaire pendant le parcours dans

la direction tangentielle, puis elle diminue revenant vers l’Est pendant le parcours de la partie concave de la courbe.

En dedans de cette courbe supposée, on voit que la déclinaison ne peut pas avoir de maximum, et quelle doit constamment marcher de la gauche vers la droite.

Cela est juste comme ensemble; mais les calculs faits avec les données de Paris ne s’accordent pas avec cette courbe, et il doit y avoir une influence locale donnant lieu également à un balancement autour d’une position moyenne se rattachant à la loi supposée.

Comme mode d’expérimentation, on pourrait composer un groupe d’aimants artificiels ou de solénoïdes dirigés séparément suivant les rayons d’une sphère, aCfectant ainsi la forme d’une pelote sur laquelle on a piqué des aiguilles. Chaque aimant isolé agirait sur une aiguille aimantée ; puis l’ensemble agirait à la façon d’un seul aimant commun dont la loi, comme axe et pôles, dépendrait des rapports entre les intensités de chaque aimant séparé.

Je ne saurais insister davantiage sur ce point sans amener une discussion nécessairement hérissée de ebiffres, et sans m’écarter du but de ce travail. Je me borne à dire que le phénomène du magnétisme terrestre est intimement uni à celui de Y insolation, et que la loi de dépendance entre ces deux phénomènes sera surprise ou dévoilée tôt ou lard. C’est une des questions considérables de la science contemporaine à laquelle des observations polaires bien conduites apporteraient un concours capital. Un observatoire complet, établi à demeure dans ces régions réservées, pourrait avancer d’un siècle l’ensemble des sciences physiques (1).

(1) La mesure de tous les genres de grandeurs dont l’objet forme l’ciisemble de notre science inorganique revient toujours, directement ou iadirecte-

Il est encore un phénomène célèbre, celui des aurores boréales, que l’on croit pouvoir rattacher, par un lien étroit de dépendance, à l’électricité et au magnétisme terrestre. Cette connexion a été niée parfois, en s’appuyant sur ce que l’aiguille aimantée n’élait pas toujours influencée, et d’une manière régulière, par la venue de l’aurore; mais tous ceux qui ont vu ce phénomène n’ont jamais émis un doute à ce sujet, quelle que soit d’ailleurs leur impossibilité d’expliquer sa loi. On paraît admettre que les cristaux ténus de neige et de grésil, en suspension dans les parties élevées de l’atmosphère, établissent une sorte de cliaîne hétérogène et discontinue entre les mailles de laquelle s’effectuent des décharges électriques qui illuminent alors la coupole des deux. Un travail récent et remarquable, inséré dans les Mémoires de l’Institution Smithsonnienne de Wasinghton, cherche à établir que les aurores boréales se produisent seulement dans la zone des grands froids, comprise entre 70 et 80 degrés de latitude,

ment, à la mesure d'une longueur linéaire ou angulaire. Ainsi les snrfaces, les volumes, s'apprécient en combinant ensemble des grandeurs linéaires ; le poids se transforme en longueur par la romaine, d’après l’application du principe du levier; la chaleur se mesure par la dilatation linéaire de divers métaux ou liquides ; les lumières elles-mêmes peuvent être comparées entre elles au moyen des épaisseurs de lames liquides transparentes nécessaires pour absorber l’onde lumineuse ; des expériences précises effectuées d’après ces bases seraient des plus intéressantes en tant que photomélrie; on croit par exemple que COO mètres d’eau sulTiscnl à éteindre ta lumière du jour; les puissances de pénétration ou d'absorption seraient reliées mathématiquement entre elles, d’après les valeurs connues des indices de réfraction ; il y a beaucoup à faire dans cette voie. De même on peut construire un petit appareil très-simple permettant d’apprécier la déclinaison et l’intensité magnétique; en même temps que l’incdnaison serait mesurée par une longueur linéaire, avec un petit calcul intermédiaire et quelques corrections. Cet appareil sera prochainement expérimenté à Paris, et s’il donne de bons résultats, il servira pendant l’expédition.

et que l'intérieur de cette zone ne semble pas contribuer à ces étranges et éblouissantes clartés. Cette aiTirmation, si elle était justifiée, servirait de nouvelle induction en faveur d’une influence électro-magnétique, influence accentuée d’une manière spéciale dans les réglons de l’extrême froid.

Je puis renvoyer les amateurs de belles descriptions aux récits de nos explorateurs français du Spitzberg, dans le voyage où M. Xavier Marmier était historiographe. Je dirai seulement, d’après ce que j’ai vu, que l’aurore boréale, dans son état simple, quand elle est dépourvue de r«; cet de la couronne lumineuse, offre l’iipparence de taches brillantes d’un blanc laiteux, d’une mobilité excessive, d’une allure saccadée à laquelle il est impossible de refuser le caractère fulgurant, ressemblant à des éclairs larges dont le mouvement serait un peu ralenti, et dessinant sur la voûte céleste des figures bizarres, évoquant devant l’imagiuation le souvenir de ces fantastiques héros de ballades allemandes, se poursuivant en groupes dans le vague du rêve avec des vitesses vertigineuses.

En termes de physique élémentaire, on peut croire vraisemblablement que le ciel reproduit alors une sorte de gigantesque tube de Geissler, où les décharges électriques font apparaître des lueurs analogues ; celte expérience se reproduit journellement dans tous les cabinets de physique. En somme, sur ce sujet diflicile, tout ce que l’on sait, c’est que l’on ne sait rien ; et ce n’est que par des observations polaires, bien vues par des hommes sachant voir, que l’on peut arriver à quelque connaissance.

En terminant l’exposé de ces divers jalons scientifiques, et avant de passer à l’examen de ce qui concerne les

glaces, permettez- moi, messieurs, d’ajouter quelques réflexions qui sont à leur vraie place. Il s’agit, pour moi, de défendre une grande cause, qui est aussi maintenant la vôtre, la cause de l’expédition au pôle Nord. Je veux répondre à quelques, objections qui m’ont été faites, et que je veux, non pas amoindrir, mais indiquer dans toute leur réelle ampleur.

— Pour aider à l’accomplissement d’un grand acte scientifique, on demande pour vous, et de tous, — m’at-on dit ou écrit, — un concours public et volontaire. Soit; nous ne méconnaissons ni l’importance technique, ni la hardiesse, ni même la poésie grandiose d’une pareille tentative. Mais, est-ce opportun ? En quoi cela peut-il servir au progrès humain ? Comment espérez-vous passionner le public en faveur d’un projet qui ne touche pas à ses appétences et à ses besoins du présent? En quoi servirez-vous les grands intérêts qui se débattent? Quel ressort civilisateur peut résulter d’un succès? Nous vivons à l’époque la plus critique de l’histoire générale, époque de genèse, de luttes, d’angoisses, de croyances traditionnelles, de négations irritantes, de recherches profondes, d’aspirations ardentes et de mortels découragements; et c’est à ce moment, pénible et rude entre tous, qui marque une heure épineuse et solennelle de la vie des nations, que vous proposez une recherche spéculative qui ne peut préoccuper que des savants réfugiés dans la solitude scientifique, ou vivant à l’écart du tumulte social, et qui n’ effleure même pas les vives, légitimes et pressantes aspirations de la conscience humaine en ce jour. Ce sont là des joujoux scientifiques devant lesquels nous restons dédaigneux et froids.

— Messieurs, la conscience humaine, depuis l’ère moderne, a pris un point d’appui solide et un nouvel essor,

en s’étay. nt de la science. Toat est connexe dans le vaste champ do la pensée. 11 n’est pas une inconnue scientifique dont la sj.'ution soit indifférente au progrès général. Les philosophes de la Grèce, qui s’amusaient à de vains jeux sur les sections coniques, ne soupçonnaient pas que deux mille ans après eux, œs courbes, leur distraction spéculative, serviraient à la réglementation des deux, et que, grâce à elles, l’astronomie ponrr.ait être fondre.

Or, le contre-coup ou la réaction de la science astronomique sur le développement de la pensée humaine est tel que si un cataclysme supprimait nos connaissances sous ce rapport, l’humanité rétrograderait d’un bond jusqu’aux déités fantasques du vieil Olympe, en croyant encore à des caprices célestes, sans avoir la notion inflexible, nette, inébranlable, du grand mot de LOI, mot qui résume la plus haute conception que nous aient léguée deux ou trois siècles au plus de recherches scientifiques.

Ne jugeons pas d’après les bornes d’un étroit horizon, en nous hâtant de dire : Cela est utile; cela est inutile.

Rien n’est inutile I une monade imperceptible ne saurait être supprimée des mondes sans faire chanceler l’univers sur sa base. OCi donc la mettre cette molécule à soustraire?

L’ignorance est le véritable fléau qui pèse sur l’homme; c’est lâ sa tache originelle; et quiconque soulève un coin du voile de la nature, la grande Isis égyptienne, rend aux générations suivantes, sinon au temps présent, un service inappréciable. La conquête scientifique des deux pôles peut remuer et féconder toutes les sciences. Or, la science générale, par ses réactions salutaii es sur toutes les sources d’impulsions humaines, comme base légitime et inviolable de toutes croyances, est appelée à régenter le monde.