CXXXIV. 1888. — Pu. Gérigny. Les marées sur Mars

Celte question a déjà été étudiée plus haut (p. 341). Nous avons prié M. Gérigny, le savant secrétaire de L Astronomie^ d'en faire un nouveau calcul, et voici le résultat de son investigation.

Les modifications si remarquables qui ont été observées dans ces dernières années à la surface de la planète Mars, paraissent causées par de grands déplacements de la masse liquide qui recouvre en partie ce globe planétaire : nous aurions ainsi assisté tantôt à de véritables inondations, tantôt à des retraits de la mer sur de vastes étendues. De pareils phénomènes suggèrent naturellement ridée que les marées qui peuvent exister à la surface des océans de la planète n'y sont peut-être pas étrangères. Il serait donc d'un haut intérêt de pouvoir calculer l'importance des marées produites par les deux satellites et par le Soleil. J'ai cherché, sur l'invitation de M. Flammarion, à entreprendre ce calcul; malheureusement, en ce qui concerne les satellites, les éléments font presque absolument défaut, puisqu'on en ignore les masses. On sait seulement qu'ils sont très petits, et Ton connaît la faible distance qui les sépare de la planète. On peut donc penser a priori que leur proximité compense leur petitesse et leur permet d'exercer des effets appréciables* sur le niveau des océans de Mars; mais, pour calculer ces effets, on est réduit à des hypothèses.

En raison du peu d'éclat de ces petits astres, on est conduit à leur attribuer uu diamètre extrêmement petit. J'ai supposé 12 kilomètres de diamètre pour le premier, IG pour le second, qui est un peu moins brillant. Ces nombres m'ont été fournis par M. Flammarion. J'ai supposé la densité des satellites égale à celle de la planète. J'ai admis, pour la distance du premier, 2,771 rayons de Mars, et pour la

v'; L'Astronomie, 1889, p. 384. — Bulletin de la Société Astronomique de France, septembre 1889. où l'on trouvera tous les détails du calcul.

distance du second, 6,201. Co sont les nombres donnés par M. Hall. Pour simplifier le calcul, j'ai supposé un globe sphérique solide ayant le rayon de la planète recouvert d'une couche liquide dont j'ai négligé l'épaisseur, et j'ai déterminé l'équation de la surface libre de cette couche, supposée en équilibre relatif sous Taction des attractions de Mars et de chaque satellite isolément, ce qui m'a permis de calculer les hauteurs des deux protubérances produites sur cette surface aux deux points de Mars qui ont le satellite à leur zénith et à leur nadir. Il se présente ici un résultat remarquable qui n'a point son analogue dans les marées terrestres : c'est que, grâce à la proximité des satellites, les deux protubérances opposées sont loin d'être égales. Ainsi, pour le premier satellite, la protubérance qui a le satellite au nadir est seulement un peu plus de la moitié, les I de celle qui a le satellite à son zénith. Pour le second, la protubérance nadirale est les j\ de celle qui lui est opposée. Ces résultats sont indépendants de la masse des satellites, et ne dépendent que de leur distance à la planète.

Quant à la hauteur même de ces protubérances, il ne faut pas la confondre avec la hauteur de la marée ; celle-ci est généralement beaucoup plus grande et dépend de plusieurs éléments inconnus, parmi lesquels figure essentiellement la configuration des côtes. C'est ainsi que, sur la Terre, on observe dans la Manche, en un lieu bien éloigné de ceux qui peuvent avoir le Soleil ou la Lune à leur zénith, des marées de i3 mètres, tandis que la protubérance due à la Lune n'est que de 0",50, et celle qui est due au Soleil 0",25, soit au total 0",75. A la latitude do Granville, cette protubérance serait réduite environ de moitié à la surface du niveau des mers. La hauteur de la marée est donc égale à celle de la protu-

bérance multipliée par ' • \ ou environ 35.

Pour interpréter les nombres que nous allons donner, il faut donc bien se garder de les considérer comme donnant les différences de niveau entre la haute mer et la basse mer; il faut les comparer avec les nombres correspondants pour les marées terrestres, soit :

0",50 pour la marée lunaire,

0 ,25 0 solaire,

0 ,75 pour les grandes marées des syzygies.

Avec les dimensions adoptées pour les satellites, les hauteurs des protubérances sont extrêmement faibles. J'ai trouvé :

1° Pour le premier satellite,

Protubérance zénithale : l"'",79, » nadirale : 1 ,05:

2® Pour le second satellite,

Protubérance zénithale : 0"",088, y nadirale : 0 ,082.

Ces résultats sont tout à fait insignifiants : ils correspondent à des marées

PII. GËfllGNY. — LES MARÉES SUR MARS.

beaucoup plus faibles que celles que l'on observe dans la Méditerranée : ils ne représentent qu'une fraction infime delà marée solaire de Mars, pour laquelle le calcul donne une protubérance de 55""", soit à peu près le cinquième de la marée

solaire sur la Terre.

Si donc les satellites sont aussi petits que nous l'avons supposé, il faut renoncer à attribuer aux marées une influence appréciablo sur les phiinom^nos d'inondation dont nous avons été témoins; mais les dimcnsious admises sont peut-être bien au-dessous de la réaliti?, et la hauteur des protubérances est proportionnelle & la masse du satellite correspondant, c'est-à-dire au cube de son diamètre. Si l'on double les dimensions adoptées, ce qui porte les diamètres  24 et 20 kilomètres, les protubérances deviennent Luit fois plus grandus, c'est-à-dire

En admettant le triple pour les diamètres, soit ^'i et 30 kilomètres, les chiffres primitifs seront multipliés par 21 et deviendront

Les marées dues au second satellite restent négligeables: mais celles du premier deviennent comparables à la marée solaire. Endn, si l'on multiplie les diamètres primitifs par 10, ce qui donne 130 et 100 kilomètres, diamètres encore bien petits pour des astres visibles à la distance do Mars et dans sa proximité immédiate, les hauteurs primitives seront multipliées par 1000 et dcviendrout :

Les marées ducs au second satellite restent encore bien faibles : mais celles du premier atteignent le double des marées océaniques terrestres.

11 résulte des calculs précédents que le second satellite est, en toute hypothèse, sans iulluence appréciable, son action n'étant guère que la vingtième partie de celle du premier; mais celui-ci, si sa masse est assez forte, peut donner naissance à des marées au moins aussi importantes que celles que nous obsen'ouË dans nos mers.

Comme nous l'avons fait remarquer plus haut, la hauteur de la protubérance de la surface de niveaji n'est qu'un des éléments qui interviennent dans le phc'nomène des marées. La mer ne prend jamais son équilibre ; mais la masse liquide exécute, sous l'attraction du satellite, une série d'oscillations dont la durée est égale au temps qui s'écoule entre deux retours consécutifs du satellite au m^me méridien et naturellement, dans cette oscillation, elle dépasse sa position d'équilibre, de sorte que la hauteur de la marée est nécessairement plus grande que celle do la protubérance. 11 est assez naturel d'admettre que, plus les oscillations

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sont rapides, plus furieux sont les mouvements dû la mer, et plus haute est la marée. Or, le premier satellite^ le seul qui paraisse intéressant dans la question, exécute sa révolution autour de Mars en 7>>39™15», tandis que la planète tourne en 24'»37°>23»; il en résulte que ce satellite revient au même méridien au bout de ll'»6"»24*. C'est donc dans ce court intervalle de moins de douze heures que s'exécute la double oscillation de la marée; c'est pendant ces douze heures que la mer est deux fois haute et deux fois basse, de sorte qu'il ne s*écoule pas six heures entre deux pleines mers, et à peine trois heures entre la haute mer et la basse mer. Cette rapidité des mouvements de flux et de reflux contribue vraisemblablement à augmenter dans d'assez grandes proportions la hauteur de la marée.

La configuration des mers de Mars, évasées d'un côté et se terminant par d'étroits canaux, se prête encore admirablement à l'augmentation du niveau des pleines mers. Il doit se passer dans ces mers allongées un phénomène analogue à celui qui se produit dans la Manche. La vague du fiux, produite au sein de rOcéan, se propage dans un bassin dont les bords se rapprochent l'un de l'autre : la masse d'eau se trouve ainsi de plus en plus resserrée, et la vague doit nécessairement s'élever à mesure qu'elle avance, pouvant ainsi atteindre à des hauteurs considérables. Le satellite tournant plus vite que la planète, les marées de cette planète se propagent en sens inverse des nôtres, c'est-à-dire de l'Ouest à l'Est. Qu'on examine sur une carte la configuration de la mer du Sablier, et l'on comprendra que le flux arrivant dans l'océan Dawes viendra s'engouffrer du Sud au Nord dans la mer du Sablier, s'élevant à des hauteurs de plus en plus considérables à mesure que les rives se rapprochent. Un phénomène analogue doit se manifester dans une foule d'autres régions de la planète. Il est assez vraisemblable que, dans ces longs détroits, il doive se produire à chaque marée de véritables raz de marée, des barres analogues à celles de la Seine ou du fleuve des Amazones. De plus, comme les oscillations d'une masse liquide se propagent indifféremment dans tous les sens, et que les bras de mer de Mars mettent en communication des océans différents, il doit arriver dans certains d'entre eux au moins que le flux provenant de deux océans opposés s'y propage en sens inverse. Qu'on juge de ce qui peut se' produire quand les deux vagues, marchant en sens inverse, viennent à se rencontrer.

Enfin la marée solaire, quoique faible, existe cependant aussi sur Mars, et elle se propage en sens inverse des marées dues aux satellites. Deux fois par jour, en un même lieu, les deux flux lunaire et solaire, marchant l'un vers l'autre, viennent à se rencontrer, ce qui ajoute encore à la grandeur du phénomène.

Il est enfin une dernière cause qui doit contribuer à donner plus d'importance aux marées de la planète MarSi Nous avons déjà dit que, dans ces oscillations, le niveau de la mer dépassait de beaucoup la position d'équilibre. En réalité, le problème des mouvements de l'Océan est beaucoup plus compliqué que la simple détermination de la forme d'équilibre. Lés plus grands analystes du siècle dernier, Lagrange, Laplace, Legendre, se sont occupés de cette importante question, et Lagrange est parvenu à démontrer que les densités relatives do la mer et du

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