C.alollc

Jours *r»^

avant le solstice dvii-.

SO à 70

ôO à 40

La chaleur totale reçue du Soleil varie inversement avec le petit axe de l'orbite, et est. par conséquent, une fonction de l'excentricité. Mais la (luantite relative de chaleur reçue en passant d'un équinoxe fl l'autre ne varie pas. .\insi. la chaleur reçue à n'importe quel angle est indépendante de 1 excentricité. Mais elle n'est pas indépendante de l'inclinaison de l'axe. La quantité de chaleur ;/i) reçue à un point donné, par suite de l'inclinaison de l'axe, dépend de la |)osition de ce point. .\n pôle terrestre, elle varie de zéro pour les six mois autour du solstice d'hiver à

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luo%4^ti[ie.

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sin') sin £ d'>

pour les autres six mois du solstice d'été i /• étant le rayon de la planète, o la déclinaison du Soleil, et e l'inclinaison de l'axe sur l'orbitcj.

Pour un hémisphère pris dans son ensemble, l'insoLation estivale totale dépasse de beaucoup l'insolation en hiver.

Soit '2 H la quantité de chaleur tombant sur une section égale à la Terre à la distance I et pendant l'unité admise de temps; puis soit o la déclinaison du Soleil. La quantité reçue par un hémisphère à la distance r et au temps dl sera

— (1 -+- sino) dl

et par l'autre

— (1 — sine) Jf.

De même, comme sinô = sinBsins, où £ = obliquité de l'écliptique, ces valeurs deviennent, d'équinoxe à équinoxe,

/ y ( 1 + sins sinO } dli — y (- + 2 sine)

et pour l'autre hémisphère

-^ (- — '2sinE).

Avec £ = 24°52', nous avons la proportion 63 à 37.

ALiis, bien que l'insolation estivale et hibernale diffèrent ainsi, elles sont les mêmes pour chaque hémisphère. Par conséquent, ce que nous venons de développer ne saurait être la cause des différences en question entre les masima et minima relatifs des calottes polaires.

Il paraît donc que ce n'est pas la quantité de chaleur, mais la manière dont elle est reçue, qui est responsable de la différence que nous observons. Des variations opposées présentées par les deux calottes polaires, la plus difficile à découvrir est la plus facile à expliqner. La différence des maxima parait due à la grande longueur de la nuit antarctique. La nuit polaire arctique compte 306 de nos jours; mais la nuit antarctique eu compte 3SL Ainsi, pendant 75 jours de plus, le pôle austral ne voit jamais le Soleil. Il s'ensuit que sur Mars le pôle nord a moins de neige que le pôle sud.

L'action des minima est différente. La force présidant à la fonte des neiges est plus grande sur l'hémisphère dont l'été est plus intense.

11 semblerait aussi que, sur Mars, l'excentricité n'a non seulement aucune tendance à favoriser la conservation d'une grande calotte de glace au pôle qui a son solstice d'été près du périhélie, mais que l'accumulation permanente y est moindre ((u'au piJle opposé.

Une augmentation uniforme de précipitation sur toute la surface de la planète augmenterait les dimensions de la calotte australe plus que celles de la calotte boréale.

Sur la Terre, cet accroissement de précipitation est rendu possible par la plus

P lOWELL. - MARS ET LES ftl'dQUES Gl.vr.I.MRl'S. 577

grande (iiiantitt' d'eau à lasm-faco. Ainsi, une [uTiode i;laciairc pourrait parfaitement avoir lieu clioz. nous dans des conditions i[ui l'eniiiochiTaient sur Mars. l'jlie arriverait surtnut par suite de l'exeentricitc' orlulalo, mais non pas pri'iùsénient en vertu de cette exeentricité. Cndl insiste sur ce. que c'est l'efTet indirect, non direct de l'excentricité, qui ani<''iie une période glaciaire. Cet cITet indireci, il le trouve dans un accroissement de précipitation, un changement des vents et une modification analogue des courants océaniques. Ce que l'examen aclnel du problème parait démontrer, c'est qu'un simido accroissement de pri'cipitation, provenant d'une cause quelconque, est bien capable de produire une période glaciaire.

Nous avons ainsi un renversement remarquable des conditions .arctiques, de glaciaires à quelque chose d'opposc" . du directement, non à la dilTércncc d'excentricité, mais à une plus ou moins ijrande ;ibondance d'eau. Ei l'eau joue un rôle dans cet acte, soit à l'état gazeux, li((uide ou s<ilid<>. Sur M.ars, elle est en faible quantité'.

Nous sommes déjà arrivées ,à la conclusion rpie ce que l'on considtT.-iit jusqu'ici comme des océans, les taches d'un gris bleu vcrdàtre, ne sont pas des mers, mais de vastes étendues de champs ou rie forêts. Diverses observations sont venues confirmer cette manière de voir : canaux traversant ces régions, changements de tons suivant la saison, la couleur \erte du |irintem|is dexenant jaune doré eu automne, etc. Ces uiodilications impliquent l'existence de l'air et de l'eau.

La calotte polaire blanche de l'hémisphère nord de Mars est bien centrée sur le pôle. Mais on sait que la calotte sud est excentrique à son pôle d'environ 7°, dans le sens de .>i" de longitude. ( )n a attribné cette excentricité à une montagne qui retiendrait les neiges. Jlais M. Lowell n'adopte pas cette manière de voir pour les raisons suivantes : le froid augmente avec la hauteur parce que l'enveloppe de vapeur d'eau s'amincit de plus en plus. Hui' la Terre, une élévation de 3000"" vers 4.j° de latitude amène l'observateur dans la région des neiges éternelles. Mais, sur Mars, il n'en peut être ainsi. C'est la masse d'une planète qui régit la densité de son enveloppe atnios|di<''riiiue. L'air diminue de densité par une loi qui dépend directement de la masse de la planète. Cette loi. la voici :

La densité de l'air variant d'abord avec la jiression, nous avons

dp c clD

d.v dx '

où D est la densité, /) la pression et g la pesanteur. I! s'ensuit que

dD

-^ = a(i dx.

Le signe moins dénote que .v diminue avec l'augmentation de D.

Si a = I, nous avons

dD

— =-gdx.

d'où

/ -jy =IogD = -g.v,

Pour une autre plauète, uoiis avons également

Ainsi la hauteur néi'essaire iiour amener la même (iensiti' relative sur ileux atmosphères planétaires varie inversement à la pesanteur superficielle. Il s'ensuit i|ue, pour arriver à un résultat pour lequel une ascension moyenne suffirait sur la Terre, il laudi'ait une grande ascension sur Mars. Comme la pesanteur n'y est que de 0,:i7(j, et que ;/ = :'."'. i'>'j à l'équateur, il faudrait une hauteur presque trijde sur Mars. Un Gaurisankar n'y serait qu'un Etna. S'il y avait des pics de cette hauteur, ils ne sauraient échapper à l'observation télescopique. Les projections du terminateur paraissent n'être que des nuages, tellement leur aspect est variable. Mars se présente donc à nous comme un monde essentiellement plat.

D'autre part, l'hémisphère sud seul est recouvert de grandes taches grises, et ces estompages sont les plus étendus entre 300" et 'J0° de longitude. C'est au milieu de ces régions que se trouve la caljtte polaire australe. Four qu'elle ait cette situation excentrique, il est évident qu'il y a une cause déterminante.

Il n'y a pa^ de doute, pour M. Lowell, que les surfaces bleu vcrdàtre sont des bas-fonds recouverts de végétation. Bien que la cavité soit certainement faible, elle doit l'ire cependant suffisante pour recevoir l'écoulement de l'humidité venant du voisinage. Or, comme la calotte australe est située dans une région grise, il s'ensuit que sa survie est produite surtout par des bas-fouds et non pas par des élévations. C'est le contraire de ce qui se passe pour les neiges terrestres.

L'auteur examine ensuite comment ce i-èsultat pourrait être atteint. De même que ce n'est pas la hauteur, mais la profondeur, qui détermine le dépôt, c'est encore la iM'id'ondeur qui produit le ph<Miomène en question. Mais c'est par son effet indirect plutôt que par son efficacité immédiate que la profondeur agit ici. L'hunudité de l'air s'écoule, il est \rai, dans ces « bas-fonds atmosphériques », remplis de \apeur d'eau; car ce gaz, quoiqui^ plus léger que l'air, se rencontre avec le plus d'abondance près de la surface, parce qu'il se raréfie avec la hauteur beaucoup plus vite que l'air. Il s'ensuit que la dépression n'est pas un facteur aussi négligeable que l'élévation. Mais, même dansée cas, la différence de niveau n'elT(;ctue qu'une partie du travail. Indirectement, les dépressions font quelque chose de plus : elles donnent nais.sauce à do la végétation. La végétation ellemême commence alors ;\ agir, produit do l'humidité et en renforce l'action. Elle pompe l'oau, .aliii d'absorber les substances tenues en solution dans ce liquide; puis, en libérant lu résidu, elle lui permet do s'évaporer. Ainsi, l'hiunidité attirée

p. LOU K1.L. — MMiS 1:T LIS Kl'OQUl-S (ILACIAIllKS. .",7(1

par les terrains l)ois(^s retouriio ;\ rat,rnos[)hère l'À est [irtHo à -ic déposer de nouveau.

Ces dépôts d'hiimidito- un s'elTertiicnl sans d<iute pas l;\ comme iri. I.a rar<''faetioii de l'air sur Mars est si L;raiide, qu'une précipitation sous forme de, pluie ou neige ne senilil<> pas aussi [)rohable ipie celle du ernitact. e,'est-;\-diro de la rosée ou de la LTi'h'O lilanelie. Dans ro eas, le dt'pùl doit se produire mm loin des points d'oritïine. Htant dans une vallée. \c: vent aura moins d action el r.iccroissemeut des plantes einpècluM'a son cours encore davanl:iye; puis, telle liuiuidité prise ici n'aura |dus lieauconp de chances d'être pn'cipitee ailleurs. lOlle retournera pour recommencer son travail sur les plantes. Mous arrivons ainsi à la conclusion que la plus gramle accumulation de gelée blanche aura lieu qucdque part, non I<.iin des ré-servoirs géni'ranx d'humidité, autrement dit des taches sombres. Et c'est là pr('cisément que nous dlisoi'vons le centre de la calotte neigeuse.

Le fait que le petit reste de la calotte polaire sud, à la fui de VvU'\ se trouve h quelque distance <lu pôle prouve que sa survie n'i^st pas iluo au has.inl de sa position, mais à sa propre épaisseur, qui est assez grande pouj- le |iri'server contre la radiation solaire. D'autre part, ce qui reste des neiges lioréalos d'anni'e on année ne doit sa conservation qu'à sa latitude, .Ainsi, la survie de la petite neige qui est laissée au pôle sud, au lieu di' deinonti'cr l'action de l'excentricit''. ne fait qu'accentuer son impuissance, dans la présence des bas-fonds et sans l'accroissement d'humidité dont nous venons de parler, il n'y aurait pas de neiges éternelles autour du pôle austral.

Ainsi, cette seconde caractéristique des taches [lolaires, le centrage do l'une et l'excentricité de l'autre, confirme et renforce le témoignage Tourni par les maxima et les minima, car elle montre que les ndniina sont réellement plus accentués qu'ils ne paraissent létre. I.e jietit mininuun au piMe sud disparaîtrait complètement tous les ans, sans l'action de causes locales.

Cette recherche sur les calottes polaires, conclut M. I.owell. nous conduit à certaines curieuses conclusions. Elle débute par ime contradii'tion app:ii'(!nte de la théorie de Croll. pour se terminer dans une confirmation lin.-ilc. l-^lle montre, de plus, que l'excentricité orbitale, non seulement ne produit pas de période glaciaire universelle par elle-même, mais donne lieu parfois, au contraire, à un résultat opposé, l'effet du voisinage estival faisant plus que eontre-balaiicer celui de la distance hivernale. L'excentricité demande de l'eau, et une grande provision d'eau, pour déterminer une périoile glaciairi\ .-^i notre Terre pnuvait se débarrasser de ses océans, nous aussi, nous pourrions avoir des rt'gions temi)érées s'étendaut jusqu'aux pôles.

En résume, sur M:irs, la nuit polaire arclique occupe 306 île nos jours cl la nuit antarctique 381. Elle est donc de 75 jours j/Iiis longue pour le Sud que pour le Nord, el c'est ce qui explique ([ue le [lole sud de celte pl;uiéte a plus de neige que le pùle nord. Mars est un niunde sans montagnes; les

grandes taches soniLros ne sont pas des mers, à proprement parler, mais des terrains bas couverts de plantes et recevant l'écoulement des eaux. La neige polaire australe, (jui subsiste après le solstice d'été, n'est pas due à l'rxcentricite de l'orbite, mais à un dépôt de gelée blanche restant dans ces régions humides.

La théorie des époques glaciaires est traitée sous une forme plus générale dans le Mémoire suivant.

OCIjX.XIU. — Ohaiu.ier. — La théorie astronomique des époques claciaires SUR LA Terre et sur Mars.

L'Observatoire de Lund, en Suède, a publié en 1901 un remari[uable travail de M. Charlier sur la théorie astronomique des époques glaciaii-es, appli(jnée à la Terre et à Mars. Ce travail peut se résumer comme il suit :

Dans ua intéressant petit Livre publié en IS'.U, Sir Robert Bail a exposé la théorie tie Croll sous une forme très claire, dont voici le sommaire:

1" De la quantité totale de chaleur reçue du yoleil sur un hémisphère de la Terre dans le cours d'une année, 63 pour 100 sont reçus pendant l'été et 37 pour 100 peiuiant l'hiver;

2° Le seul agent qui altère les conditions cHmr'i,ériques des saisons, au point de vue astronomique, est la différence entre la longueur de la demi-année d'été et de la denn-année d'hiver.

Ces propositions contiennent toute la théorie sous une forme condensée. Il y a toutefois certains détails importants qu'il paraît nécessaire d'examiner plus roinplétruieiit qu'on ne l'a fait jus(pi'ici.

Mon intention n'est pas d'exposer et de soutenir ici la célèbre théorie de Croll, et je ne puis mieux faire que de renvoyer au Livre de M. Bail. Mais je dois d'abord relever une objection faite à cette théorie par 1\L Flammarion dans son grand (juvrai;e sur la planète Mars, ojjjectiou h laquelle s'est rallié M. Ekholm dans un savant Mémoire sur les variations du climat de la Terre (Quarterhj Journal of tho Rmial Mctror. Society, 1901 ). Il me semble qu'une analyse plus serrée des faits montrera (pie plusieurs circonstances relatives à cette planète fourniss(3nt un fort argument en faveui- d'une explication astronouiicpie de l'âge glaciaire.

Le seul éh''mcnt astronomique agissant dans cette théorie est la variation de IciHgueiir des ditTérentes saisons. C'est ce fait que je vais discuter. Toutefois il y a quelques remarques à faire sur l'aspect physique du sujet, c'est-à-dire sur la ([uantité de chaleur reçue du Soleil aux dilït'rentes latitudes de la Terre, suivant les saisons.

Cette question a été complètement traitée par Meech et par Wiener. En inté-

CIIARLIEIi. - ÉI'OQUES (n.ACIAIRF? SUR LA TERRE ET SUR MARS. r.Sl

grant les formules assez compliquées qu'ils ont calculées, on arrive comme conclusion aux valeurs suivantes pour la quantité de chaleur reçue de l'équinoxc do printemps à l'équinoxe d'automne (saison d'étél et de l'équinoxc d'automne -h celui ilu printemps isaison d'hiver).

Il s'agit de la quantité de chaleur reçue du Soleil par la Terre pendant le temps mesuré par la variation de la longitude du Soleil, sur une unité de siu'faco de la Terre située ;\ la latitude -f.

QLANriTÉ m: chai.euh.

(ttu.lo.

Elé.

HiTcr.

Sumoie

ItilTérem-c