DE CE JOUR

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Ve sat. de 1>.

La Lune ....

Mars

IVe sat. de %

IV* sat. de ^

Mercure ....

La Terre. . . *

IIIe sat. de 1)

IIe sat. de 1)

Ier sat. de %

Vénus

Anneau de ~Êj

IIIe sat. de ?

Saturne. ....

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Jupiter

11 suit donc de la théorie générale de Buffon i 1° Que la nature organisée, telle que nous la connaissons, ne serait pas encore née dans Jupiter, dont la chaleur serait trop

SUR LA TEMPÉHÀÏtmE Ï)ES PLANÈTES. â8S

grande encore aujourd'hui pour pouvoir en toucher la surface, et que ce ne serait que dans 40,791 ans que les êtres vivants pourraient y subsister, et qu'ils y dureraient 367,498 ans;

2° Que la nature vivante, telle que nous la connaissons, serait éteinte dans le cinquième satellite de Saturne depuis 27,274 ans, dans Mars depuis 14,506 ans, et dans la Lune depuis 2,318 ans;

3° Que la nature serait prête à s'éteindre dans lé quatrième satellite de Saturue, puisqu'il n'y a plus que 1,693 ans pour arriver au point extrême de la plus petite chaleur nécessaire au maintien des êtres organisés ; le quatrième satellite de Jupiter serait presque dans le même cas ;

4d Que sur la planète Mercure , sur la Terre (qui a encore 93,291 ans à vivre), sur le troisième, le second et le premier satellite de Saturne, sur le second et le premier de Jupiter, la nature vivante serait actuellement en pleine existence, offrant ïe spectacle de mouvement et d'activité que nous offre la nature terrestre.

Les systèmes précédents, dont celui de Bufion ferme la Ifste, sont les uns et les autres élevés sur des principes trop exclu- * sifs et fort peu scientifiques. À l'époque où leurs auteurs les promulguèrent, le progrès général des sciences n'était pas assez avancé pour que l'on eût pu, sans sortir de la science expérimentale et théorique, élever des conjectures sur ces questions enveloppées de tant de mystères; aussi la critique scientifique n'a-t-elle reconnu là aucune solution satisfaisante, et a-t-elie dû faire justice de ce3 diverses erreurs. La fameuse théorie de Bufion n'est plus elle-même, comme ses antérieures, qu'une curiosité historique.

Il est démontré aujourd'hui que la chaleur à la surface de la Terre et des autres planètes n'a pas sa source seulement dans le foyer calorifique de la planète , mais encore et surtout dans le rayonnement du Soleil , influencé par la hauteur, la densité et la composition chimique de l'atmosphère.

C'est à J.-B. Fourier que l'on doit d'avoir repris jusque dans ses fondements la théorie mathématique de la chaleur* de l'avoir discutée dans ses éléments divers, de lui avoir appliqué l'analyse mathématique, et de l'avoir établie sur une base solide, qui lui donna la plus grande autorité scientifique. Voici, d'après Fourier lui-même, l'ensemble des grands résul-

tats auxquels il est parvenu : c'est en même temps l'ensemble de nos connaissances actuelles sur ce sujet.

Notre système solaire est placé dans une région de l'univers dont tous les points ont une température commune et constante, déterminée par les rayons de lumière et de chaleur qu'envoient tous les astres environnants. Cette température froide planétaire est peu inférieure à celle des régions polaires du globe terrestre.

La Terre n'aurait que celte même température du ciel, si deux causes ne concouraient à l'échauffer : l'une est Faction continuelle des rayons solaires qui pénètrent toute sa masse, et entretiennent à la superficie la différence des climats; l'autre est la chaleur intérieure qu'elle possédait lorsque les corps planétaires ont été formés, et dont une partie seulement s' est dissipée à travers la surface.

Considérons d'abord l'influence des rayons solaires.

Les alternatives de la présence et de l'absence du Soleil auront, dès l'origine des choses, déterminé des variations diurnes et annuelles, semblables à celles que nous observons maintenant. Tout détail sur ce sujet serait superflu; tout le monde comprend, en effet, comment la surface échauffée par la présence du Soleil au-dessus de l'horizon doit se refroidir chaque soir après le coucher de cet astre. La cause des variations annuelles est aussi évidente. Dans nos climats, le Soleil, étant, pendant l'été, plus longtemps chaque jour au-dessus de l'horizon, et dardant ses rayons plus directement sur nos têtes, il doit résulter de cette double cause un échauffement plus considérable que celui qui a lieu dans l'hiver, temps où le Soleil, malgré sa proximité de la Terre, y produit moins d'effets. Ces effets périodiques ne se remarquent qu'à 1 extrême surface, et il suffit de pénétrer à quelques pieds au-dessous, pour les voir sensiblement modifiés.

En vertu d'une loi générale de la nature, les couches placées immédiatement au-dessous de la superficie lui soutirent une partie de la chaleur qui lui est communiquée par le Soleil; et le même effet se produit de proche en proche jusqu'à une profondeur qui dépend essentiellement du temps qui s'est écoulé depuis l'époque où la cause échauffante a commencé à agir. Mais ces couches inférieures ne peuvent plus être soumises aux mêmes variations de température que la surface. A

une certaine profondeur les variations diurnes ne se feront plus sentir. La température n'y sera jamais ni si chaude que pendant le jour, ni si froide que pendant la nuit, mais prendra un degré intermédiaire. Un thermomètre placé à cette profondeur ne variera pas dans l'espace de vingt-quatre heures, et marquera constamment, pqndant une saison, un degré moyen de température. Plus bas encore, dans les couches où la transmission de la chaleur solaire ne pourra s'opérer qu'après un temps assez considérable pour que l'alternative des saisons ne s'y fasse plus sentir, on aura une température fixe, qui sera la moyenne entre celle des saisons, c'est-à-dire exactement celle qu'on obtiendrait en prenant la valeur moyenne de toutes les températures observées à chaque instant à la surface pendant un grand nombre d'années.

Cette température fixe des lieux profonds une fois établie pour chaque point de la Terre à une certaine distance de la surface, il arrive, par suite des lois du rayonnement, qu'elle se propage toujours la même pour chaque point jusqu'aux plus grandes profondeurs, de manière que le résultat final de l'influence solaire, après un temps suffisamment prolongé, ne peut manquer d'être l'établissement d'une température fixe pour chaque lieu de la Terre, se prolongeant toujours la môme, à partir du point où les variations périodiques cessent de se faire sentir jusqu'au centre de la Terre.

l>ans l'état final dont nous venons déparier, toute la chaleur quLpénèlre par les régions équatoriales est exactement compensée par celle qui s'écoule à travers les régions polaires; de sorte que la Terre rend aux espaces célestes toute la chaleur qu'elle reçoit du Soleil.

Concluons de ce que nous venons de dire que, si la Terre avait été exposée pendant un temps très-considérable à la seule action des rayons du Soleil, on observerait, dans toute la profondeur de la couche superficielle qui nous est accessible, une température variable avec la latitude, qui ne changerait pas sensiblement lorsqu'on s'enfoncerait en suivant une ligne verticale. La chaleur pourrait décroître, à mesure qu'on descendrait davantage, si réchauffement n'était pas parvenu à son terme; mais dans aucun cas réchauffement n'augmenterait avec la profondeur.

Les effets dus à la chaleur solaire seront modifiés par l'en-

veîoppe atmosphérique qui recouvre la surface de la Terre et r±ar les eaux qui la baignent. Les grands mouvements de ces fluîdes rendent la chaleur plus uniforme; d'un autre côté, la présence de l'air augmente la température en offrant un passage libre à la chaleur lumineuse, et en s'opposant à la sortie de celle que la Terre exhale dans l'espace.

Passant à la seconde cause de la température du globe, nous reconnaîtrons l'augmentation graduelle de la chaleur terrestre à mesure que l'on s'enfonce à de plus grandes profondeurs. Ce fait résulte unanimement (comme on le verra dans la note suivante) des observations multipliées que l'on a faites et discutées sur la chaleur intérieure du globe terrestre. Il faut en rapporter la cause à l'existence d'un foyer brûlant situé au centre du globe.

La théorie de Fouriôr démontre rigoureusement que ce foyer calorifique central n'a qu'une influence insignifiante sur la température de la surface*. Pour obtenir ce résultat remarquable, if fallait 1° avoir la mesure exacte de l'élévation de la température dans les couches situées immédiatement au-dessous du sol; 2° connaître le degré de facilité avec lequel la chaleur peut pénétrer chacune des substances qui les composent. On conçoit, en effet, que le foyer central ne pouvant exercer d'influence sur la surface terrestre que par l'intermédiaire des couches qui se trouvent au-dessous de cette surface, on pourra facilement déterminer cette influence si les deux' points précédents sont connus. On a été conduit, par ces recherches, à admettre que l'excès de la chaleur communiquée à la surface par le foyer interne n'est que d'un trente-deuxième de degré, valeur insignifiante.

Lesobservationsgéodésiquesont, du reste, incontestablement établi de leur côté l'origine ignée de notre sphéroïde planétaire, de même que les observations thermométriques montrent que la distribution actuelle de la chaleur dans l'enveloppe terrestre est celle qui aurait lieu si le globe, primitivement très-chaud, s'étaitensuiie progressivement refroidi jusqu'à l'état où nous le voyons maintenant. Mais, comme nous venons de le rappeler, ce feu central n'a qu'une ^fluence insensible à la surface du globe.

Cette théorie mathématique de la chaleur s'applique aux autres planètes comme à la Terre, tous les mondes de notre

système ayant la même orîgine et se trouvant dans la même condition relative.

Cependant on serait dans l'erreur si on leur appliquait sans restriction les conclusions absolues qui précèdent. Tout en admettant qu'en général, chez eux comme chez nous, le foyer interne n'ait qu'une influence inappréciable sur la surface, et que la chaleur de cette surface dépende presque exclusivement de leurs distances respectives au Soleil, il ne faut pas perdre de vue que l'agencement moléculaire des matériaux dont se composent les autres planètes pouvant être d'une autre nature que celui des matériaux terrestres, il pourrait se faire que la chaleur centrale les traversât plus facilement et se fît sentir à la surface d'une manière appréciable, surtout dans les mondes lointains où la chaleur solaire est si faible. On doit de plus faire intervenir les diverses causes que nous avons mentionnées dans notre texte, et surtout les considérations fondées sur l'endosmose et sur le pouvoir absorbant des atmosphères. Mais, en somme, le point fondamental à établir, c'est que : La température des corps planétaires dépend en première ligne de leur dislance du soleil.

On a vu que Buffon supposait 74,832 ans d'âge à la Terre et que ce laps de temps lui avait suffi pour passer de la chaleur de fusion primitive à la température actuelle. Or il est démontré que dans cet intervalle elle se refroidirait à peine d'un degré. Fourier a établi qu'en raison de son volume, la Terre, une fois échauffée à une température quelconque et plongée dans un milieu plus froid qu'elle, ne se refroidit pas plus dans l'espace de 1, 280, 000 années qu'un globe d'un pied de diamètre, formé de matières pareilles, et placé dans les mêmes circonstances, ne le ferait en une seconde; c'est-àdire que, dans cette immense durée, sa température n'aurait pas varié d'une manière appréciable. Buffon, comme ses prédécesseurs, n'avait pas la notion du temps; il fallait que les découvertes de l'astronomie stellaire et de la géologie vinssent initier l'homme aux m.f stères de ces nombres innomés.

II importe de terminer cette note par l'exposé des recherches que l'on a faites sur la chaleur des espaces interplanétaires, chaleur qui influe puissamment sur celle des globes, puisque c'est à elle que ces globes demandent par leur rayonnement mutuel l'équilibre de la température.

« Pour arriver à la connaissance de la chaleur propre aux espaces, dit Fourier, il faut examiner quel serait l'état thermométrique de la masse terrestre, si elle ne recevait que la chaleur du Soleil; et pour rendre cet examen plus facile, on peut d'abord supposer que l'atmosphère est supprimée*. Or, s'il n'existait aucune cause propre à donner aux espaces planétaires une température commune et constante, c'est-à-dire si le globe terrestre et tous les corps qui forment le système solaire étaient placés dans une enceinte privée de toute chaleur, on observerait des phénomènes entièrement contraires à ceux que nous connaissons; les régions polaires subiraient un froid immense, et le décroissement des températures depuis Téquateur jusqu'aux pôles serait incomparablement plus rapide et plus étendu.

Dans cette hypothèse du froid absolu de l'espace, s'il est possible de le concevoir, tous les effets de la chaleur, tels que nous les observons à la surface du globe, seraient dus à la présence du Soleil; les moindres variations de la distance de cet astre à la Terre occasionneraient des changements trèsconsidérables dans les températures; l'intermittence des jours et des nuits produirait des effets subits et totalement différents de ceux que nous observons. La surface des corps serait exposée tout à coup, au commencement de la nuit, à un froid infiniment intense; les corps animés et les végétaux, ne résisteraient point à une action aussi forte et aussi prompte qui se reproduirait en sens contraire au lever du Soleil.

La chaleur du Soleil conservée dans l'intérieur de la masse terrestre ne pourrait point suppléer à la température extérieure •de l'espace et n'empêcherait aucun des effets que l'on vient de décrire; car nous connaissons avec certitude, parla théorie et les observations, que l'effet de cette chaleur centrale est devenu depuis longtemps insensible à la superficie, quoiqu'il puisse être très-grand à une profondeur médiocre.

Nous concluons de ces dernières remarques, et principalement de l'examen mathémalique de la question, qu'il existe une cause physique toujours présente, qui modère les températures à la surface du globe terrestre, et donne à cette planète une chaleur fondamentale, indépendante de l'action du Soleil et de la chaleur propre que sa masse intérieure a conservée. Cette température fixe que la Terre reçoit ainsi de

SUB LA ÎTEMPÉBAiTTRE DES PLANÈTES. 359

l'espace diffère peu de celle que Ton mesurerait aux pôles terrestres ; elle est nécessairement moindre que la température qui appartient aux contrées les plus froides.

Après avoir reconnu l'existence de cette température fondamentale de l'espace, sans laquelle les effets de la chaleur observée à la superficie du globe seraient inexplicables, nous ajoutons que l'origine de ce phénomène est pour ainsi dire évidente. II est dû au rayonnement de tous les corps de l'univers, dont la lumière et la chaleur peuvent arriver jusqu'à nous; ]es astres que nous apercevons à la vue simple, la multitude innombrable des astres télescopiques ou des corps obscurs qui remplissent l'univers, les atmosphères qui environnent ces corps lumineux, la matière rare disséminée dans diverses parties de l'espace concourant à former ces rayons qui pénètrent de toutes parts dans les régions planétaires. On ne peut pas concevoir qu'il existe un tel système de corps lumineux ou échauffés, sans admettre qu'un point quelconque de l'espace qui les contient acquiert une température déterminée.

Le nombre immense des corps célestes compense les inégalités de leurs températures, et rend l'irradiation sensiblement uniforme.

Cette température de l'espace n'est pas la même dans les différentes régions de l'univers; mais elle ne varie pas dans celles où les corps planétaires sont renfermés, parce que les dimensions de cet espace sont incomparablement plus petites que les distances qui les séparent des corps rayonnants. Ainsi dans tous les points de leur orbite les planètes trouvent la môme température. Elles participent toutes à cette température commune, qui est plus ou moins augmentée pour chacune d'elles par l'impression des rayons du Soleil, selon la distance de la planète de cet astre. »

Cette température ne serait peut-être pas inférieure à 40° audessous de 0. D'après cette théorie, les planètes les plus éloignées, Uranus, Neptune, manifesteraient à leur surface une température au moins égale à ce degré, et très-probablement fort supérieure. Quoi qu'il en soit, la moyenne de la chaleur nécessaire au soutien de la vie dans ces froides contrées sera toujours égale à la moyenne de la chaleur propre à ces contrées.

NOTE D (page 180)

gUE kk CONSTITUTION INTÉRIEURE DU GLOBE TERRESTRE

Dans nos climats tempérés et sur le sol paisible de la France, on a coutume de se reposer tranquillement sur la solidité delà Terre, et de ne point songer aux causes d'instabilité qui depuis les temps passés ont jeté le trouble sur tant de nations éprouvées. L'affirmation même d'un théoricien n'engage pas notre confiance, et il nous faut des témoins oculaires et dignes de foi poUr atténuer en nous cette certitude de l'éternelle stabilité du globe. Notre devoir sera donc ici de placer sous les yeux du lecteur les assertions, tout expérimentales, pour ainsi dire, de notre contemporain regretté le savant cosmopolite qui écrivit le Cosmos : ces observations permettront au lecteur de se former une idée rationnelle sur la mobilité de l'état intérieur du globe.

Une seule cause, dit de Humboldt1, l'augmentation graduelle de la chaleur terrestre depuis la surface jusqu'au centre, peut nous rendre compte à la fois des tremblements de terre, du soulèvement successif des continents et des chaînes demon- -tagnes, des éruptions volcaniques et de la formation des roches et des minéraux.

Tremblements de terre. — Les tremblements de terre se manifestent par des oscillations verticales, horizontales ou circulaires, qui se suivent et qui se répètent à de courts intervalles. Les deux premières espèces de secousses sont souvent simultanées; c'est là du moins le résultat des nombreuses observations de ce genre qu'il m'a été donné de faire, sur terre et sur mer, dans les deux parties du monde. L'action verticale de ÏJaS en haut a produit à Riobamba, en 17979 l'effet de l'explosion d'une mine ; les cadavres d'un grand nombre d'habitants furent lancés au delà du ruisseau de Lican, jusque sur la Culca, tolline dont la hauteur est de plusieurs centaines de pieds. Or-

1 Cosmos, t. I, p. 227.