On les nomme les grandes eaux, les malines ou reverdies

Lune est voisine du même plan^ les hautes marées sont les plus considérables de toutes. Ce sont les marées syzygies équinoxialeSj parce que la Terre est alors à Téquinoxe du printemps ou à Téquinoxe d'automne.

Au contraire, les plus faibles marées ont lieu vers les solstices, si, en même temps que le Soleil, la Lune atteint sa plus petite ou sa plus grande hauteur méridienne.

Enfin, les distances réelles de la Lune et du Soleil à la Terre ont aussi leur influence sur la hauteur des marées. Toutes choses égales d'ailleurs, la hauteur d'une marée est d'autant plus grande.que les deux astres sont plus rapprochés de la Terre. Ainsi les marées du solstice d'hiver sont [dus fortes que celles du solstice d'été.

Telles sont les circonstances générales qui caractérisent les mouvements périodiques de la mer. Mais il ne faut pas oublier que ce ne sont pas les seules : la force et la direction des vents, la configuration et l'orientation des côtes, la profondeur et l'étendue des mers, les circonstances qui tiennent aux lieux et au temps, sont autant d'influences multiples qui compliquent singulièrement les marées.

Ainsi tout le monde sait que les mers isolées, comme la mer Caspienne , ou peu étendues et communiquant avec l'Océan par des détroits resserrés, comme les mers Noire et Méditerranée, n'ont que des marées insensibles \ Les côtes opposées de l'Atlantique, qui se présentent en regard, à l'ouest et à Test les unes des autres, éprouvent des marées fort inégales. Il en est de même des côtes orientales de l'Asie, qui ont de fortes marées, tandis qu'à l'autre

1 . D*après les observations du savant et regrettable G. Aimé, qui a étudié pendant deux années les ondulations du niveau de la mer à Alger, Tamplitude de la marée luni-solaire s*élève dans ce port à 88 millimètres les jours de syzygies.

rive du Pacifique et dans les archipels océaniques, le flux, très-régulier, n'atteint qu'une faible hauteur.

Pour ne parler que des ports d'Europe, l'intensité du phénomène y est extrêmement variable, même pour des lieux voisins. Prenons un exemple : d'après les calculs des marées pour l'année 1864*, la plus forte marée sera celle qui suivra d'un jour et demi la pleine Lune du 15 septembre, un peu avant Téquinoxe d'automne : elle aura lieu le 17.

Si les vents ne contrarient pas le flux, la hauteur de cette marée sera : pour Brest, de 3°*.72 ; pour Granville, de 7M3; de 3°*.27 pour Cherbourg; de 4'".24 pour le Havre. Ces nombres, fort différents pour des ports assez voisins, n'expriment, du reste, que la hauteur au-dessus du niveau moyen des eaux, c'est-à-dire de celui qui aurait lieu si les marées n'existaient pas. 11 faut les- doubler, si Ton veut avoir la hauteur de la pleine mer, au-dessus du niveau de la marée basse, pour le même jour de l'année. Ainsi le port de Granville et celui de Saint-Malo verront les eaux s'élever, le 17 septembre, à une hauteur totale d'environ 1 i mètres. Que le vent vienne à favoriser la marée, accroître sa violence et sa hauteur, et l'on peut avoir à craindre de grands désastres.

Il y a loin de ces marées de la côte occidentale de l'Europe aux marées des îles de la mer du Sud, lesquelles ne s'élèvent guère qu'à 50 centimètres. Mais il y en a de plus terribles encore, et parmi elles je me bornerai à citer celles de la baie de Fundy, dans la Nouvelle-Ecosse, qui montent, dit-on, jusqu'à une hauteur de 30 mètres.

La raison de ces différences de hauteur tient en grande partie à des circonstances locales. Ainsi les ports de la

1. Par MM. Laugier et Mathieu, Annuaire du Bureau des Longitudes.

Manche subissent de fortes marées, parce que le mouvement des eaux trouve un obstacle dans le resserrement des côtes ; et plus on pénètre dans l'intérieur du golfe, plus est considérable la hauteur de la marée.

La marée se fait sentir, dans les fleuves, à une distance d'autant plus grande de leur embouchure, que la lai^ur et la profondeur sont plus fortes. Au moment de la haute mer, les eaux du fleuve refluent, remontent son cours, mais la propagation de cette marée fluviale ne se fait que progressivement et en retardant de plus en plus sur Fheure de la marée océanique. Il résulte de là de curieux phénomènes, connus en France sous les noms de mascaret et de barre.

Mais en voilà assez sur les faits, dont la description détaillée tiendrait d'ailleurs un volume. C'est des causes des marées que je veux maintenant dire un mot.

Ce sont les actions combinées de la Lune et du Soleil sur la masse liquide dont notre globe est aux trois quarts entouré, qui produisent les mouvements alternatifs du flux et du réflux.

Nous venons de voir que si deux corps, tels que la Terre et la Lune, sont en présence, les molécules dont l'un et l'autre se composent ont une tendance mutuelle, connue sous le nom de gravitation, dont l'intensité varie en raison des masses, et inversement au carré des distances. Voyons comment cette action se fait sentir, de la Lune aux molécules liquides dont la mer est formée.

La Terre ayant la forme d'un sphéroïde , la couche liquide qui la recouvre aurait une forme exactement semblable, et constamment la même, sauf les variations accidentelles dues aux causes météorologiques, si la Lune el le Soleil n'existaient point.

LES MARËES. 561

Considérons la Lune à un moment donné et isolément. Joignons, par une ligne idéale, son centre au centre de la Terre : cette ligne rencontrera la surface du globe en deux points diamétralement opposés. L'nn, le plus rapproché de la Lune, sera le lieu de la Terre pour lequel l'astre des nuits sera au zénith; le point opposé aura la Lune au nadir. En outre, tous les lieux de la Terre qui ont même longitude que les premiers verront, à cet instant, la Lune passer au méridien.

L'attraction de la Lune sur les molécules liquides les

plas voisines contre-balance eu partie l'attraction de la Terre : elle diminue leur pesanteur dans le sens de la verticale. Ces molécules, que leur fluidité et leur indépendance n'attachent point au sol, à la partie solide de la Terre, s'élèvent donc en vertu de cette attraction. 11 en est de mêmcj mais dans une plus faible mesure, pour les molécules voisines, dans tout l'hémisphère tourné versla Lune, l'attraction étant d'autant plus faible que ces molécules s'éloignent davantage du point qui est comme le sommet de l'hémisphère tourné vei-s la Lune.

Il résulte de là, que la nappe liquide qui recouvre cet hémisphère s'allonge, se tuméfie du côté de la Lune, et, au lieu de conserver sa forme sphérique, prend — toutes proportions gardées, bien entendu — celle d'un œuf. Il y a marée haute au sommet, marée basse à tous les lieux qui ont la Lune à l'horizon. Si la Terre n'avait pas de mouvement de rotation, cette marée serait permanente, et les eaux resteraient ainsi en équilibre, ou du moins suivraient le seul mouvement de révolution de la Lune : les marées n'auraient d'autre période que les lunaisons. Mais la Terre en tournant, présente à la Lune toute sa périphérie, de sorte que l'onde suit le parallèle qui correspond à la position de notre satellite.

Jusqu'ici, on s'explique bien la haute et la basse mer pour l'hémisphère tourné vers la Lune : mais comment se fait-il que les eaux s'allongent aussi, au même instant, à l'extrémité de l'hémisphère opposé?

On va se rendre compte aisément de cette similitude.

L'attraction lunaire se fait sentir à la fois sur toutes les molécules qui composent la Terre, mais son énergie est d'autant plus faible que ces molécules sont plus éloignées. Si cette action s'exerçait sur tous les points avec une égale intensité, il en résulterait un déplacement total vers la Lune, mais sans aucune déformation. L'inégalité d'attraction fait que les molécules les plus éloignées restent en arrière : leur pesanteur vers la Terre en est diminuée, et toute la couche liquide de l'hémisphère opposé à la Lune prend précisément la même forme que celle qui est en avant.

Le problème soumis à l'analyse mathématique indique, pour la forme générale de la nappe de l'Océan, celle d'un ellipsoïde allongé dans la direction des rayons de la Terre qui aboutissent à la Lune à chaque instant.

H y 8 doDC mtirée haute aussi souvent que la Lune passe au méridien supérieur ou inférieur, c'est-à-dire toutes les 12 heures 25 minutes, et marée basse , toutes les Tois qu'elle est à l'horizon d'un lieu , c'est-à-dire dans des périodes d'égales durées.

Mais ce n'est pas la Lune seule qui agit; il y a aussi des marées produites par l'attraction du Soleil. La masse énorme de cet astre donnerait lieu à d'immenses mouvements^ si sa distance, 400 fois plus grande que celle de la Lune, ne contre-balaiiçait pas l'iutensité due à cette masse. Les marées solaires, bien que beaucoup plus faibles que les marées lunaires, tantôt s'ajoutent à celle-ci, tantôt les contrarient. Elles s'ajoutent, lorsque les deux astres sont sur une même ligne avec la Terre, ce qui arrive aux syzygies, nouvelle et pleine Lune. (Fig. i7li.) Les actions des deux astres se contrarieni, lorsque la Lune est à angle droit avec le Soleil, et, dans ce cas, la marée totale ou résultante est minimum. (Fig. 176.) Le calcul montre que l'action luni-solaire est d'autant

g. 175. — Aciions combinée:) de \.t Luns et tlu Soleil sur les «aux de la mer. — Maree luni-solaire des syzygies.

plus intense que les astres sont plus près de l'équateur. De

là, les grandes marées équinoxiales.

Enfin, l'action varie en raison inverse du cube de la distance ; on comprend donc que les marées soient plus forl« quand la Lune et le Soleil sont plus voisins de la Terre,

Fig. 176- — Actions contrariées de la Lune et du Soleil sur les eaui Je U mer. Marée luni-solaire des quadratures.

Tel est, en résumé, le principe de la théorie des marées. Ces mouvements quotidiens et irrésistibles sont soumis à des lois immuables : ils sont, grâce à la densité de t'eaa de la mer, densité inférieure à celle du noyau solide que cette eau recouvre, renfermés entre d'étroites limites. Les lois naturelles suffisent à « mettre un frein à la fureur des flots. »

Expose de Thypothèse de Laplace sur Torigine et la formation du monde solaire. — Nébuleuse primitive; noyau lumineux. — Formation des planètes et des satellites. — Sens des mouvements de rotation et de translation.

L'esprit humain semble ainsi fait, qu'il s'attache avec plus d'opiniâtreté et de persévérance à la poursuite des questions insolubles, qu'à la recherche de celles qui lui sont vraiment accessibles. Au risque d'une sorte de vertige intellectuel, il aime à se pencher sur le bord de ces abîmes de la pensée, au fond desquels gisent pêle-mêle les solutions de tant de graves problèmes, l'origine et la fin des choses, l'essence de la cause première, et tant d'autres questions qui sont plutôt du domaine de la métaphysique que de la science.

Cette tendance vers l'absolu est pour ainsi dire irrésistible. Il ne nous suffit pas de sonder, avec le télescope, les profondeurs de l'espace indéfini, où l'œil voit se succéder sans relâche les soleils et leurs agglomérations, nous voulons encore savoir si cette progression a une fin, une limite. Nous ne pouvons croire au néant, et notre pensée s'abîme dans la contemplation de la chaîne indéfinie des êtres.

Par une semblable curiosité, nous cherchons à remonter le cours du temps, et à nous imaginer l'origine première de toutes choses. Nous savons à peu près quel est Tétat actuel de Tunivers. La découverte des lois les plus générales nous autorise à prédire Tétat futur des corps célestes, au moins dans notre système. Nous cherchons en outre à savoir qu'est-ce qui leur a donné naissance, et, à défaut des connaissances positives^ si difficiles à acquérir en pareille matière, nous nous rattachons aux traditions qui ont eu cours dans les premiers âges de l'humanité.

Aura-t-on jamais à ce sujet des notions certaines? Je l'ignore. Mais on ne sera sans doute pas fâché de savoir quelles sont actuellement les plus vraisemblables conjectures, déduites des sciences qui méritent au plus haut degré la qualification de positives.

La géologie nous enseigne que la Terre, à son origine, existait à l'état fluide. Formée d'une immense a^lomération de matière gazeuse, douée d'une température excessive, condensée à son centre, elle s'est lentement refroidie, puis resserrée en un globe liquide enveloppé d'une haute et épaisse atmosphère. Alors, par une nouvelle déperdition de chaleur, les couches superficielles de ce globe se sont peu à peu. solidifiées, jusqu'à ce qu'un certain état d'équilibre général lui ait donné les dimensions et la forme qu'il afi'ecte aujourd'hui.

Parmi les témoignages divers, qui rendent cette histoire ancienne de la Terre extrêmement probable, il en est deux qui subsistent, et que tout le monde peut vérifier. C'est, d'une part, la température croissante des couches du sol, qui force à considérer le noyau intérieur de la Terre, comme étant encore à l'état d'incandescence : les éruptions volcaniques sont une preuve de plus à l'appui de cette hypothèse. Puis, c'est la forme même du globe terrestre;

c est Taplatissemeût de ce globe dans le sens de son axe de rotation : le renflement des parties équatoriales est la preuve mécanique de l'état fluide primitif.

Telles sont les données les plus certaines que l'on possède sur l'histoire ancienne de la Terre, dont on peut suivre ainsi les diverses évolutions. 11 n'est pas facile sans doute d'assigner aux diverses phases de ce développement des époques certaines ; mais, en pareille matière, les probabilités suffisent, et toutes s'accordent à donner à notre planète un âge dont l'ancienneté se compte par centaines de mille années.

La Terre est-elle la seule planète du monde solaire à qui Ton doive assigner une telle origine? A cet égard, les données précises manquent en partie, et c'est à l'analogie qu'il faut laisser le soin de prononcer. J'ai dit que les données manquent. Je me trompe : il en est une qui est d'un grand poids : c'est le fait d'un commun aplatissement, qui est certain pour Mars, Jupiter et Saturne, et que la difficulté des mesures a seule empêché de constater dans les autres planètes du monde solaire . Il est donc extrêmement probable qu'à l'origine, le système solaire tout entier était formé d'une agglomération de matière à l'état gazéiforme, qui peu à peu s'est transformée en corps distincts, sous l'influence d'un refroidissement efl*ectué pendant des milliers de siècles. Nous arrivons ainsi à l'hypothèse formulée par l'un des plus grands génies de la science moderne, par Laplace, qui a pu rendre compte ainsi de la plupart des phénomènes de l'astronomie planétaire. Je vais essayer de résumer en peu de mots cette théorie de l'origine des corps qui composent notre monde.

Si l'on remonte par la pensée jusqu'à une époque éloignée de la nôtre par une série considérable de siècles, le

monde solaire tout entier, ou, plus exactement, toute la matière qui en forme aujourd'hui les divers groupes, existait à Tétat purement gazeux, ou, si l'on veut, sous la forme d'une immense nébuleuse, extraordinairemeut diffuse, ne présentant aucun indice de condensation. Dans un tel état, les molécules de la nébulosité sont assez éloignées les unes des autres, pour que la force répulsive dont elles sont douées annule entièrement la force attractive qui, les faisant graviter les unes vers les autres, tendrait sans cela à les réunir en groupes.

Mais les siècles s'écoulent, la nébuleuse se refroidit peu à peu en rayonnant incessamment dans l'espace ; Tactiou de la force répulsive diminue, et celle de l'attraction peut s'exercer de plus en plus; elle condense et rapproche en un ou plusieurs centres les diverses parties de la nébulosité diffuse.

La nébuleuse solaire a donc dû finir pai' présenter Taspect d'un noyau lumineux enveloppé à une grande distance d'une sorte d'atmosphère gazeuse, de forme à peu près sphérique. Telles nous apparaissent dans l'espace les étoiles nébuleuses : on a vu, en effet, que les astronomes considèrent ces derniers systèmes comme irréductibles en étoiles, ou si l'on veut comme des soleils simples, doubles ou multiples, environnés d'une nébulosité réelle, soit* lumineuse par elle-même, soit illuminée par l'astre central.

A cette période de sa formation, le Soleil existait seul encore; les planètes et leurs satellites restaient confondues dans le sein de l'atmosphère.

Mais la masse entière était douée d'un mouvement de rotation qui entrtdnait dcms un même sens, soit les molécules du noyau, soit celles de la nébulosité. A un moment donné, les limites de cette dernière dépendaient de la dis^ tance à laquelle la force centrifuge due au mouvement de

ORIGINE ET FORMATION DU MONDE SOLAIRE. 569 rotation était eu équilibre avec la force centt'ale de gravitation. Ces limites chaugeaient elles-mêmes et se rapprochaient nécessairement du ceutre , sous l'influence d'un refroidissement continu , qui avait pour conséquence la diminution de volume de la nébulosité. De là, l'abandon d'uue zone de vapeur condensée, à la distance des limites primitives.

Peu à peu l'atmosphère céleste dut abandonner ainsi

Fig. 17T- — Formation ilu monJe solaiie. — Le Soleil et le^ zones nébuleusci donnant naissance aux planètes.

une série de zones de vapeur de plus eu plus rapprochées du centre , les unes et les autres se trouvant à fort peu près dans le plan de l'équateur général, c'est-à-dire là où, par la vitesse du mouvement de rotation, la force centrifuge étaif naturellement prépondérante.

Ce sont ces zones qui ont donné naissance aux planètes isolées ou aux groupes de planètes et d'astéroïdes.

Pour qu'il eu fût autrement, pour que les zones déta-

chées de la nébuleuse générale eussent conservé la forme d'anneaux concentriques au Soleil, il aurait fallu qu'un équilibre parfait eût continué d'exister entre les diverses molécules composant ces anneaux. Mais c'eût été là, selon l'expression de Laplace, un grand hasard.

Les anneaux se divisèrent, et les débris les plus considérables, attirant et s'agrégeant les autres , formèrent de nouveaux centres ou noyaux nébuleux. Ce qu'il importe maintenant de remarquer, c'est que chacun d'eux dut être animé de deux mouvements simultanés , l'un de rotation autour de son propre centre, l'autre de translation autour du centre commun. De plus, comme ces deux mouvements n'étaient que la continuation du mouvement antérieur général, leur sens resta le même que celui de la rotation de tout le système ou du noyau solaire.

Les planètes une fois formées, on comprend parfaitement comment ces nébuleuses partielles, semblables à la nébulosité totale, purent donner lieu à la naissance de nouveaux corps gravitant et tournant autour de chacune d'elles : telle est l'origine des satellites.

Laplace explique alors comment les satellites ne formèrent plus de satellites nouveaux , et pourquoi ces coq>s secondaires présentent la même face à la planète autour de laquelle ils gravitent : c'est que la faible distance, donnant à l'attraction de celle-ci une influence prépondérante, les sphères composant les satellites, encore à l'état fluide, s'allongèrent vers le centre de la planète : et il en résulta pour leur mouvement de rotation une durée presque identique à celle de leur mouvement de révolution. Après un certain nombre d'oscillations, ces durées devinrent rigoureusement égales.

Telle est, en peu de mots, la grandiose théorie que Laplace a du reste présentée au monde savant avec une ré-

serve qui témoigne du profond respect que ce- grand génie accordait aux vérités démontrées avec toute la rigueur de la science. Ce qu'il faut dire, c'est qu'elle est en parfait accord avec les lois de la mécanique générale, et avec les faits et les observations astronomiques et physiques. Sans nous étendre davantage à ce sujet, il est impossible de n'être point frappé de la concordance que présente le monde de Saturne avec la conception de l'illustre géomètre ; Laplace insiste avec raison sur ce point :

a La distribution régulière de la masse des anneaux de Saturne autour de -son centre et dans le plan de son équateur, résulte naturellement de cette hypothèse, et sans elle devient inexplicable : ces anneaux ' me paraissent être des

1. Une expérience de physique très-curieuse, imaginëe par M. Plateau, rend compte de la façon la plus satisfaisante des phénomènes dont nous venons de décrire la succession : elle nous semble bien propre à dissiper l'obscurité qu'une description naturellement un peu abstraite pourrait laisser dans l'esprit de quelques-uns de nos lecteurs.

Cette expérience consiste essentiellement à soustraire une masse fluide à l'action de la pesanteur terrestre, de manière à ce que toutes ses parties soient uniquement sollicitées par leurs attractions mutuelles , puis à imprimer ensuite à cette masse un mouvement de rotation de plus en plus rapide.

Pour cela, M. Plateau dépose une masse d'huile dans un vase à parois transparentes, rempli d'un mélange d'eau et d'alcool, dont les couches inférieures sont un peu plus denses que l'huile, tandis que les couches supérieures sont un peu plus légères. La masse d'huile descend dans le mélange jusqu'à la couche de même densité, où elle s'arrête et se fixe en prenant d'ellemême la forme d'une sphère.

En cet état, la masse d'huile est soustraite à l'action de la pesanteur, et la forme qu'elle affecte est due uniquement à

l'attraction mutuelle de ses mo- Fig. 178. — Expérience de M. Plateau.— Ap!aiécules. tissement de la sphère liquide.

Alors, à l'aide d'un disque métallique introduit avec précaution dans la sphère d'huile, d'une tige

preuves toujours subsistantes de l'extension primitive de Talmosphère de Saturne et de ses retraites successives. »

qui passe par son centre en communiquant avec une manivelle^ M. Plateau pouvait imprimer au syslëme un mouvement progressif de rotation.

Lorsque ce mouvement est lent, la sphère se transforme enunsphëroîde, renflé à réquateur, aplati aux pôles , sous l'action de la force centrifuge

que développe le mouvement. Le phénomène rend alors parfaitement compte de la forme des planètes (fîg. 178).

Si le mouvement devient plus rapide, Taplatissement est plus considérable : le sphéroïde finit par se creuser à ses pôles en s'étendant de plus en plus dans le sens horizontal, jusqu'à ce que le liquide, abandonnant tout à fait le disque, se transforme en un anneau circulaire. Â ce moment, le phénomène explique à la fois, et les zones détachées à l'origine de la masse solaire et l'existence actuelle des anneaux de Saturne.

Enfin, si le mouvement de rotation rendu plus rapide est continué avec un disque d'un diamètre assez grand, la force centrifuge, en chassant les particules du milieu ambiant vers l'anneau, ne tarde pas à le séparer en plusieurs masses isolées qui s*agrégent individuellement en sphères; chacune conserve alors, un certain temps, un mouvement propre de rotation de même sens que l'anneau.

Cette dernière phase du phénomène offre une analogie frappante avec celui de la formation des centres de condensation qui, dans l'hypothèse de Laplace, sont l'origine des planètes du monde solaire.

Fig. 179. — Expérience de M. Plateau. — La masse liquide se transforme en anneau.