CONDITIONS D'HABITATION. — MODIFICATIONS GÉOL. DU CLIMAT

contrée, La formation végétale des herbages revêtus d'herbes vivaces et de peu de Graminées est la seule qui pendant un petit nombre de semaines offre des pâturages. Aussi ce ne sont que des familles isolées de Samoyèdes riverains qui se transportent des domaines forestiers de la Sibérie dans le nord du pays de Taïmyr ; on peut assimiler leurs migrations annuelles à celles des montagnards des Alpes. Même là où l'été de la flore actique dure le plus longtemps, le climat ne comporte même pas la culture de l'orge. L'habitant de l'Islande doit se contenter de l'élevage du bétail ou de ce que la mer lui offre : c'est à peine s'il peut se procurer quelques légumes. Et cependant, l'été de Reikiavik a la même température moyenne22 que Alten en Laponie, sur la Kaaflord, dont les rives se trouvent encore comprises dans la zone des céréales d'été. M. Martins23 rattache l'exclusion de toute agriculture en Islande à l'humidité et au froid qui précèdent et suivent immédiatement la saison estivale; selon lui, l'Orge a l'air de s'y pétrifier sur son chaume, sans mûrir ses grains, et si dans les parages d'Alten, à un ciel serein s'ajoute en août une température plus élevée, dans l'Islande cette température ne donne guère les valeurs thermiques requises.

En Europe, les limites septentrionales de l'agriculture et de la végétation arborescente se confondent. Mais ici, les recherches de M. Heer24 sur la flore tertiaire de la zone arctique ont fait surgir l'un des problèmes les plus obscurs par lesquels la géographie des plantes actuelles se rattache à la géologie. On savait depuis longtemps que le suriurbrand de l'Islande, dépôt de bois fossiles correspondant au miocène rhénan, contient les remarquables empreintes des feuilles du tulipier (Liriodendron), une forme de magnoliacées, qui aujourd'hui est indigène dans les États-Unis et s'étend jusqu'au Canada méridional. Or, les lignites situés sous les méridiens les plus divers, entre le Mackenzie dans l'Amérique septentrionale et le Spitzberg, ainsi qu'entre Banksland et Groenland, ont prouvé qu'à l'époque de leur formation, les forêts s'étendaient sur une grande partie du domaine de la flore arctique et que le Tilleul pouvait venir même dans la Kingsbay (Spitzberg, 78° L. N.). Généralement

parlant, les conclusions, relativement au climat des périodes géologiques plus anciennes, que l'on a tirées de la comparaison des plantes fossiles avec celles de l'époque actuelle, sont peu satisfaisantes. En effet, comme le démontre, par exemple, la présence d'un Pin dans l'île de Sumatra, on manque le plus souvent de raisons suffisantes pour admettre qu'une similitude d'organisation suppose des conditions climatériques analogues : chaque espèce de plante a sa sphère climatérique, sans que cela soit applicable dans la même mesure aux genres et aux familles. Le Tulipier d'Islande susmentionné, que les paléontologistes ont cru devoir distinguer comme une espèce particulière de son congénère de l'Amérique du Nord, a pu aussi bien se trouver sous une influence climatérique particulière. Cependant, cette objection n'atteint point l'extension que les forêts ont eue pendant l'époque tertiaire, car, prise en elle-même, la vie de l'arbre est liée à une période de développement plus longue et à des degrés de température plus élevés qu'elle ne pourrait en obtenir du climat arctique actuel, et cela est une conséquence de conditions cosmiques, un effet de la position du soleil relativement au globe terrestre. Il faut y ajouter que parmi les arbres nombreux qui constituaient ces forêts24, nonseulement les formes et les genres sont en majeure partie identiques à ceux de l'Amérique du Nord, mais que quelques-uns d'entre eux ne sauraient être spécifiquement distingués avec certitude des arbres du nouveau monde (notamment Séquoia sempervirens et Taxodium distichum). Ici donc le climat a décidément éprouvé un changement essentiel, qui, d'après la comparaison faite par M. Heer de la forêt tertiaire du Groenland (70° L. N.)avec les forêts du lac de Genève, correspondrait à une différence latitudinale d'au moins 23 degrés, différence qui pour les Tilleuls serait de 15 degrés. Mais le Groenland a également fourni des restes végétaux de la période crétacée s'accordant d'une manière frappante avec ceux trouvés en Allemagne. Les résultats les plus certains des études sur la flore fossile ne se réduisent pas à la constatation du décaissement de la température dans le domaine polaire depuis l'époque tertiaire, mais ils comprennent encore la démonstra-

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tion de ce fait : qu'entre le climat et la latitude, l'indépendance devient d'autant plus prononcée que l'on descend davantage l'échelle des périodes géologiques. A l'époque carbonifère le climat paraît avoir été partout le même, tellement grande est la concordance entre les espèces de Fougères qui ont été conservées dans les dépôts de houille situés sous les latitudes les plus diverses. Pendant l'époque miocène, à en juger par la flore fossile, l'Europe centrale possédait un climat beaucoup plus chaud que la zone arctique, tandis que sous les tropiques, dans l'Inde orientale, il paraît avoir été semblable à celui de nos jours. Le globe s'est refroidi graduellement clans la direction du pôle à Téquateur, après avoir joui, à l'origine, de la même température sur tous les points. La manière la plus simple d'expliquer ces phénomènes serait à l'aide du rayonnement progressif de la chaleur propre à la terre, ainsi que de l'agrandissement des continents. Aux époques les plus anciennes la mer a pu prédominer, au point que, l'atmosphère étant chargée d'une quantité beaucoup plus considérable de vapeurs d'eau, l'action des rayons solaires se trouvait paralysée par les brouillards qui enveloppaient la terre, en sorte que cette dernière a pu, à l'aide de sa propre chaleur, engendrer un climat uniforme. A mesure que l'évaporation perdait de son intensité et que la terre fut à même d'offrir à l'action du soleil des surfaces plus étendues, les contrastes climatériques dépendant de la position du soleil à l'égard de notre planète ont dû se prononcer d'une manière plus tranchée. Cependant, à l'époque à laquelle existaient les forêts tertiaires, les régions polaires avaient les mêmes contours essentiels qu'aujourd'hui, puisque les restes fossiles ont été trouvés sur des points aussi divers et aussi éloignés les uns des autres. Comment ces régions ontelles pu être beaucoup plus chaudes, si le pouvoir calorifique des rayons solaires est considéré comme invariable? la chaleur propre de la terre n'a-t-elle pas dû avoir été d'autant plus élevée? M. Heer l'a nié, mais sa dénégation n'est peut-être pas assez fondée quand il dit25 que dans ce cas on devrait attribuer aux périodes antérieures à l'époque tertiaire une température tellement élevée, qu'une vie organique quelconque eût

été impossible; car nous ne connaissons guère ni la durée des périodes géologiques, ni la marche suivie dans le décroissement de la chaleur propre de la terre*. Il cherche à expliquer le phénomène à l'aide de températures inégales de l'espace céleste, mais il eût pu tout aussi bien admettre une diminution dans le pouvoir calorifique du soleil. De telles théories n'expliquent guère l'accroissement progressif que subirent dans le cours des périodes géologiques les différences climatériques depuis l'équateur jusqu'au pôle. M. de Saporta24 voit dans l'obliquité décroissante de l'écliptique la cause du refroidissement des régions polaires. Il pense que, de même que les contrastes des saisons s'évanouiraient si le soleil demeurait constamment sur l'équateur, de même, en admettant une plus grande obliquité de son orbite, les hautes latitudes recevraient une quantité suffisante de chaleur estivale, faisant place à tour de rôle à des froids hivernaux plus rigoureux, de manière à donner lieu à des phénomènes semblables à ceux qui se produisent sous nos yeux dans les forêts de Jakoutsk, situées sur le pôle du froid hivernal de la Sibérie. Mais cela reviendrait à faire supposer que la théorie astronomique relative à la variation séculaire dans l'obliquité de l'écliptique, est entachée d'une erreur capitale, puisqu'elle n'admet ce changement que seulement comme périodique et compris dans des limites beaucoup plus circonscrites que ne le demanderait une variation aussi considérable subie par le climat arctique.

La preuve de ce qu'à l'époque tertiaire le domaine arctique était revêtu de forêts , intéresse sous de nombreux rapports l'appréciation de la flore actuelle. Plus les changements opérés dans le climat des régions polaires ont dû être grands, plus incommensurables apparaissent les périodes qui se sont écou-

" Indépendamment dos travaux si connus de Gustave Bischoff, relativement au decroissement graduel qu'a subi la chaleur propre à notre globe, cette question a été en dernier lieu traitée avec une remarquable finesse d'analyse mathématique par M. Plana (V. Comptes rendus, an. 1871, t. LXXII, p. 252), qui admet que le refroidissement du globe a dû exiger 156 milliards d'années. D'une autre part, M. Poisson avait réduit cette période à 100 millions d'années. — T.

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lées depuis. Est-il vrai que, malgré cela, des arbres isolés, tels que le Cèdre américain (Taxodium), se soient conservés, et le peut- on démontrer effectivement rien qu'à l'aide de restes fragmentaires? Si tel est le cas, il faudra admettre que, pour se soustraire à un changement produit localement dans les conditions vitales et sans subir d'altération dans leur organisation, ils auront quitté leur habitation primitive et auront émigré vers le sud à la recherche d'un climat qui leur convient. Par contre, on ne voit trace quelconque d'une connexion généalogique entre les arbres forestiers arctiques et les plantes qui habitent actuellement les régions polaires, connexion à laquelle les prosélytes du Darwinisme auraient dit s'attendre. La flore arctique est l'expression du climat tel qu'il existe aujourd'hui, et moins il est propre à satisfaire aux exigences de la nature organique, plus nous devons considérer comme particulièrement constituées en vue de cette tâche les forces qui sont parvenues à adapter à Ain tel climat la vie des produits organiques. £9 Formes végétales. — La taille exiguë de tous les produits arctiques dont la signification physiologique vient d'être signalée offre en même temps un étalon pour la distinction des formes végétales. Depuis la rosette aciculaire de la Mousse Polytricbum, dont les dimensions exiguës ne peuvent être exprimées qu'en • fractions d'un centimètre, on voit les plantes arctiques prendre les proportions d'herbes et de Graminées qui, dans certains cas, dépassent en hauteur les arbustes nains. Cependant les formes plus grandes font complètement défaut à la plupart des contrées arctiques. Ce qui a été dit (p. 36) de la taille moyenne des plantes de la Nouvelle-Zemble ne s'applique pas moins aux continents de la Sibérie arctique et de l'Amérique septentrionale ; ce n'est que rarement que la croissance s'y élève à un plus haut degré d'énergie. Dans la région du Taïmyr, M. de Middendorff1'2 a trouvé la taille moyenne des plantes d'environ 13 centimètres; à peu près la troisième partie des arbustes oscilleraient entre 16 et 37 centimètres; les buissons nains les plus élevés n'arriveraient qu'à 16 centimètres; même le Bouleau nain n'irait pas au delà. D'ailleurs, les plantes qui sont communes à nos contrées et à la zone arctique perdent toujours dans celle-

ci beaucoup de leurs dimensions. Selon- M. Richardson3, dans l'Amérique arctique, les branches rabougries des buissons nains, étalées sur la surface du sol, font à peine saillie au milieu du tapis de Lichens terrestres, et c'est bien sous ces proportions de pygmées que j'ai pu voir ces végétaux dans la collection des plantes recueillies par M. Vahl dans le Groenland.

Lorsqu'on compare le tableau que trace M. de Baër-6 des régions littorales de la mer Blanche, où se touchent les végétations arctique et lapplando-scandinave, on voit que c'est par la différence dans les dimensions des plantes que la physionomie de la nature subit un changement brusque et des plus frappants dans l'intérieur et en dehors de la limite des forêts. Sur la côte orientale (65° L. N.) s'épanouissaient des Pivoines de plus de lm,2 de hauteur à côté d'Aconits de taille encore plus élevée, tandis que vis-à-vis, sur la presqu'île de Kola (66° L. N.), le voyageur se trouve immédiatement dans, la toundra de Lichen, et les pentes faisant face à la mer portaient seulement des buissons de Saules et des herbes vivaces de taille exiguë; quant à ce qui restait en fait de plantes communes aux deux régions, « elles avaient subi une singulière réduction de taille». De tels contrastes surgissent quelquefois brusquement sur les limites des domaines, selon l'augmentation ou la diminution du pouvoir calorifique du sol, ou bien de l'extension de la glace souterraine. Sur la rivière Ponoï (67° L. N.), côte orientale de Kola, la rive élevée exposée au soleil du midi était boisée, et « on eût pu prendre ce versant de montagne pour une région située dans la Livonie, si les Bouleaux y avaient acquis leur complet développement »; ici la couche inférieure du sol avait une température de 12° 5; vis-à-vis se déployaient des masses étendues de neige, bien qu'à la suite d'une pluie le sol eût acquis une température de 6° 2; mais le versant susmentionné ne produisait que de minimes buissons avec des herbes alpines.

Les régions alpines des montagnes européennes diffèrent de la flore arctique également par ce fait, qu'à côté des plantes de taille basse elles admettent des végétaux de dimensions considérables. Mais comme l'exiguïté de la tige n'est que la consé-

quence de la brièveté de la période de végétation, là où cette dernière acquiert une durée tant soit peu plus longue, la dimension moyenne de la végétation arctique peut être dépassée jusqu'à un certain degré. Sur la côte maritime de l'Amérique arctique, M. Ricliardson5 trouva, dans une position abritée, des prairies dont les graminées (Calamagrostis, Elymus) acquièrent une taille considérable, bien qu'elles ne s'y développent pas aussi richement que dans quelques régions de la Laponie. M. Scoresby8 a été même jusqu'à comparer, sous le rapport de la végétation, aux meilleures prairies de l'Angleterre certains endroits de James Land (70° L. N.), sur la côte orientale du Groenland, où l'herbe atteint 3 décimètres de hauteur.

Les Mousses à feuilles renferment les formes les plus exiguës parmi tous les végétaux de la flore arctique importants sous le rapport physionomique. Lorsque dans nos forêts, sous l'action des oscillations de la température hivernale, le sol se dépouille localement de la neige, on voit aussitôt les Mousses et les Lichens végéter activement, bien que la température du sol reste encore au zéro, parce que le dégel continue autour d'eux. Ainsi, de semblables Cryptogames se développent à une température à laquelle les autres végétaux ne peuvent pas encore se réveiller de leur sommeil hivernal. Ils absorbent l'humidité par toute leur surface et non pas seulement par leur racine comme les végétaux vasculaires. Il est peu de végétaux d'organisation supérieure capables de se développer tout aussi bien dans la proximité de la neige fondante; tels sont les Soldanelles qui ont l'habitude de fleurir sur la lisière des glaciers alpins. Souvent leur Lige perce une mince couche de neige, et l'on voit celleci fondre en même temps dans le voisinage immédiat de la fleur, ce qui probablement ne pourrait s'opérer qu'à l'aide de la chaleur propre à la plante. D'autres fois, on aperçoit les Soldanelles en fleur au fond de petites cavités qui sont creusées dans la neige et qui atteignent le sol mis à nu; c'est un phénomène semblable à celui que présentent les pierres qui, malgré leurs petites dimensions, s'enfoncent dans les glaciers parce qu'elles sont plus fortement échauffées que la glace elle-même. Nous manquons d'observations relativement à la température

qu'acquièrent de telles plantes, mais il est vraisemblable que cette température produite soit par l'insolation, soit par la chaleur propre à la plante, est un peu supérieure à celle de la glace fondante. M. de Baër" a observé la température la plus basse du sol, à laquelle se développèrent deux herbes arctiques, elle n'était que d'un degré au-dessus du point de congélation.

Il est certain que chaque plante exige un minimum déterminé de température à laquelle elle commence à végéter, et quelque bornées que puissent être sous ce rapport les exigences de la flore arctique, elles n'en sont pas moins les mêmes pour chaque organisation en particulier. Peut-être ces températures réduites à leurs minima ne sont-elles acceptées que par les plantes cellulaires chez lesquelles le mouvement de la sève est encore possible à la température de la glace fondante ; en tout cas, ces plantes ont une sphère climatérique beaucoup plus vaste que les plantes vasculaires. En effet, c'est là la raison de l'extension de plusieurs espèces de plantes cellulaires sous les climats les plus divers du globe. Bien peu parmi les Phanérogames arctiques se rapprochent sous ce rapport de ces végétaux cryptogames, et, par conséquent, sont capables d'habiter les toundra en commun avec eux. Lorsque la glace souterraine a été fondue et que l'eau ne trouve point d'écoulement suffisant, la température du sol doit, ainsi que nous l'avons déjà fait observer (p. 23), rester pendant l'été entier au point de congélation, parce que tout le calorique des rayons solaires a été complètement épuisé à opérer la fonte progressive. Ce sont là, par conséquent, les conditions en vertu desquelles les plantes cellulaires sont presque les seules qui restent aux toundra, et les formes des Mousses à feuilles et des Lichens s'emparent presque exclusivement du sol. Leurs organes continuent à croître aussi longtemps que la température et l'humidité le permettent, indépendamment de la durée de la période de végétation. Vivant sur toute l'étendue de la terre à des températures les plus diverses, elles ont ici le privilège de constituer des formations indépendantes de la plus vaste extension géographique, parce que les autres végétaux ne peuvent pas les suivre. ^L* La forme des Mousses à feuilles qui se distinguent des Lichens