PL. .XL

PraJon.LiLh

Imp Fraillery.

Vue dans l'espace, à l'époque du Solstice d'été.

servateiir la partie éclairée de la Terre lui paraîtrait concentrée dans une surface de plus en plus petite (fig. 93). Le disque en outre présenterait des phases comme Mercure et Vénus, selon la position relative de la Terre, du spectateur et du Soleil.

A une distance égale à celle de la Lune, la Terre serait vue sous la forme d'un disque lumineux parsemé de taches, les unes brillantes marquant les continents, les autres plus sombres indiquant la place des mers; d'autres taches d'un blanc plus éblouissant figureraient les neiges et les glaces des pôles ; mais outre ces taches permanentes, on en distinguerait de variables et de mobiles, produites par les masses nuageusesde l'atmosphère, et qui masqueraient fréquemment les contours des autres. A cette distance, le diamètre apparent du globe terrestre serait près de quatre fois celui de la Lune, de sorte que, vue dans son plein, c'est-à-dire en face de son hémisphère éclairé, la Terre aurait l'éclat de treize pleines lunes réunies ' . A une distance environ quadruple de celle de notre satellite, le globe terrestre semblerait donc encore aussi gros que ce dernier. Mais à mesure que l'observateur s'éloignerait, peu à peu son diamètre diminuerait et finirait par devenir insensible. La Terre alors brillerait au ciel comme une étoile : elle aurait à l'oeil nu l'aspect que nous voyons aux autres planètes, à Mercure ou à Vénus, à Mars, Jupiter ou Saturne.

1. Pour être tout à fait rigoureuse, cette assertion exigerait que le pouvoir réflecteur des diverses parties du globe terrestre fût le même que celui de la surface du sol lunaire, ce que nous ignorons. Il est probable que les terres, continents et îles, réfléchissent la lumière plus fortement que les eaux, qui en absorbent une proportion notable. Ainsi les mers doivent se montrer comme des taches grises ou bleuâtres, moins lumineuses que les continents. Mais ceux-ci, cà leur tour, sont sans doute moins lumineux encore que certaines masses nuageuses dont la surface supérieure, comme le prouvent les voyages en ballon, réfléchit très-vivement la lumière du Soleil.

g 2. FORME RÉELLE ET DIMENSIONS DU SPHÉROÏDE TERRESTRE.

Si les preuves que nous venons de passer en revue montrent avec évidence que la Terre a la forme d'une boule, elles sont insuffisantes pour déterminer rigoureusement cette forme. Est-ce une sphère parfaite — abstraction faite, bien entendu, des rugosités de la surface, montagnes, collines, etc.? — Ou bien, est-ce un autre solide géométrique et régulier, tel qu'un ellipsoïde de révolution, ou enfin un sphéroïde plus ou moins irrégulier? En outre, quelles sont ses véritables dimensions?

Pour résoudre ce double et intéressant problème, on a commencé par supposer la Terre parfaitement sphérique. Chaque méridien — ligne idéale tracée à la surface et enveloppant le globe en passant par les deux pôles — se trouvait alors être un cercle ; dès lors, pour en avoir les dimensions totales, il suffisait d'en mesurer un arc qui fût une fraction connue du cercle, un arc d' un degré i^ar exemple. Les anciens l'avaient tenté : ainsi, dès le troisième siècle avant J. C, Ératosthènes mesurait la diff'érence de latitude de Sienne et d'Alexandrie, et, de la distance connue de ces deux villes, il concluait que la circonférence de la Terre était longue de 200 000 stades, environ 43 millions de mètres. Posidonius, Ptolémée trouvèrent des résultats un peu inférieurs. Dans les temps modernes, le médecin Fernel (1550) est le premier qui ait entrepris de mesurer la longueur d'un degré du méridien. Il munit d'un compteur l'une des roues de sa voiture, et ayant parcouru la distance qui sépare Amiens de Paris, il trouva 57 070 toises pour la longueur du degré.

Vers 1615, Snellius mesura un arc dé méridien terrestre à l'aide de la méthode employée de nos jours. Cette méthode consiste à mesurer avec un grand soin une base, ou ligne tracée horizontalement sur le terrain, à regarder cette base

comme le côté d'un premier triangle dont on mesure les angles à l'aide d'un cercle gradué, et à construire successivement une série ou chaîne de triangles, tous reliés les uns aux autres dans la direction du méridien. Quand on connaît tous les éléments de ces triangles, on en déduit parle calcul les portions successives de la méridienne qui les traverse, et par suite la longueur totale de l'arc de méridien compris entre les stations extrêmes.

En 1769, Picard trouva 57 060 toises (le nombre de Fernel) pour la longueur du degré, en mesurant une suite de triangles compris entre Malvoisine et Amiens. Parmi les nombreuses mesures d'arc de méridien qui eurent lieu par la suite, citons celles de Bouguer, Lacondamine et Godin, qui mesurèrent au Pérou, près de l'équateur, un arc d'un degré, pendant qu'une expédition ayant Maupertuis à sa tête mesurait un autre degré en Laponie ; celles de Delambre et Méchain, qui calculèrent la longueur de la portion de la méridienne de Paris comprise entre Dunkerque et Barcelone. Arago et Biot prolongèrent ensuite cet arc jusqu'à Formentera, l'une des îles Baléares. Enfin de nombreux travaux du même genre ont été exécutés depuis et s'exécutent encore dans difTérentes contrées. La plupart de ces mesures s'accordent sur ce point :

Les divers degrés d'un même méridien ne sont pas d'égales longueurs; la Terre n'est donc pas rigoureusement sphérique. De plus, ces diverses longueurs vont en croissant constamment de l'équateur aux pôles, ainsi qu'il résulte du tableau suivant, donnant les longueurs d'un arc d'un degré à diverses latitudes :

Lieux où les degrés , |-, , Longueurs en mélres

ont été mesurés. Lauiuaes. ^^ |..^|.g ^.^^^ degré.

Pérou 1» 31' 110 582"»

Bengale. ...... 12" 32' 110 631

Indes orientales . . . 22" 37' 110 668

France et Espagne. . 46" 8' 111 143

Angleterre 52" 2' 111 224

Russie 56" 25' 113 360

Laponie 66" 20' 111 477

La conséquence de cet accroissement de longueur des degrés est que la Terre est aplatie vers les pôles ^ , c'est-à-dire que les méridiens, au lieu d'être des circonférences de cercle, sont des courbes qui approchent beaucoup de la forme d'une ellipse, ainsi que l'indique la figure 97, l'aplatissement étant du reste ici très-exagéré . La ligne des pôles, ou l'axe de la Terre, est le plus petit diamètre commun à toutes ces ellipses méridiennes, et leurs plus grands diamètres forment les différents rayons du cercle de l'équateur. Disons maintenant quelles sont les dimensions du sphéroïde terrestre. Le rayon de l'équateur

1. Il importe de se mettre en garde ici contre l'opinion erronée que quelques auteurs non géomètres (Bernardin de Saint-Pierre par exemple) ont émise comme une conséquence de l'inégalité de longueur des degrés du méridien. Pour eux, la Terre doit être allongée aux pôles. La raison de cette erreur pro'vient de ce qu'ils regardaient à tort les verticales successives comme concourant au centre, et alors ils en concluaient que le rayon de l'équateur

Fig. 97. Forme elliptique des méridiens lerreslres. Accroissement de longueur des degrés,

de l'équateur au pôle.

est inférieur à celui des pôles, puisque l'arc d'un degré s'y trouve plus petit. Mais la géométrie prouve au contraire, et la figure 97 en fait foi, que c'est près du grand diamètre de l'ellipse que la courbure est la plus prononcée, de sorte qu'il faut faire un moindre chemin sur les parties du méridien voisines de l'équateur, pour que les verticales s'écartent d'un degré, que sur les parties plus rapprochées du pôle.

est de 6377 kil. 4 selon Bessel et Airy, de 6378 kil. 2 selon W4nnuaire du Bureau des longitudes. Le rayon polaire mesure 6356 kil. 1 selon les premiers, 6356 kil. 6 d'après la dernière autorité. La dépression à chaque pôle est donc un peu plus de 21 kilomètres (21 .3 ou 2\ .6), nombre qui mesure aussi l'épaisseur du bourrelet ou renflement équatorial.

C'est le rapport numérique entre la différence du rayon du pôle et du rayon de l'équateur d'une part, et ce dernier rayon d'autre part, qui constitue ce (\\\' onnoTaxa^V oplatissenient A\\ sphéroïde terrestre. Si l'on adopte les nombres calculés par Airy et Bessel, on trouve -^ pour l'aplatissement; on obtient un nombre un peu plus fort, égal à ■—, si l'on prend ceux du Bureau des longitudes. Telle est l'inégalité principale qui différencie le globe de la Terre d'une sphère parfaite. A la distance des planètes les plus voisines, cette inégalité échapperait sans doute aux mesures les plus délicates. Pour nous faire une idée exacte de ce qu'est l'aplatissement polaire, représentons-nous la Terre sous la forme d'un globe de 1 mètre de diamètre : la dépression de chaque pôle y sera de l'"'".66 seulement; il s'en faudra donc de 3'""\33 que le diamètre polaire égale le diamètre de l'équateur. L'œil aurait certainement de la peine à reconnaître, à plus forte raison à apprécier, une si faible différence relative.

Que deviennent, à cette échelle, les irrégularités produites par les montagnes et les vallées, que devient la saillie des continents au-dessus du niveau des mers? Le calcul est facile. Le Kanchinjinga et le Gaourichnaka, ces colosses de l'Himalaya, les plus hautes montagnes connues de notre globe (8582" et 8840'" d'altitude), ne s'élèveraient sur une sphère de cette grosseur que des sept-dixièmes d'un millimètre; le Mont Blanc n'aurait guère plus d'un tiers de millimètre de hauteur ; encore ne s'agit-il pas ici de la hauteur au-dessus de la région environnante, mais seulement au-dessus du niveau de l'Océan. Les chaînes de montagnes de hauteur moyenne.

les collines et les vallées seraient comme invisibles'. Les plus grandes profondeurs de l'Océan n'entameraient pas la surface de plus d'un millimètre, et l'enveloppe aérienne qui sous le nom d'atmosphère entoure notre globe ne formerait pas une couche de 30 millimètres de hauteur, si l'on adopte les évaluations les plus récentes. La figure 98 fait voir, sur une

Fig. 98. Hauteurs comparées des plus liaulcs monlagncS; des plus grandes profondeurs de la merj de la croûte solide et de l'alniosphére terrestre.

plus grande échelle, les dimensions relatives de la hauteur des montagnes et de l'atmosphère, de la profondeur de l'O-

1. Si les continents élaient réduits à leur hauteur moyenne, c'est-à-dire si toute la matière solide qui, dans chacun d'eux, dépasse le niveau de la mer était uniformément répartie sur sa surface, voici quelles épaisseurs on leur trouverait :

Continent européen 205 mètres.

— asiatique 350 —

— de l'Amérique septentrionale . . . 228 —

— de l'Amérique méridionale .... 345 —

— de l'Amérique entière 286 —

La profondeur moyenne de l'Océan serait bien plus considérable, elle atteindrait 4800 mètres. Sur notre globe de 1 mètre, le continent le plus élevé, l'Asie, aurait donc à peine 3 centièmes de millimètre.

céan et de l'épaisseur présumée de l'écorce terrestre \ Pour obtenir ces dimensions, il faudrait donner exactement au globe terrestre un diamètre de 12"',7'S.

On a souvent comparé les inégalités de la surface de la Terre aux rugosités de la peau d'une orange. On peut voir, par les comparaisons qui précèdent, combien cette assimilation est grossière. Notre globe, réduit aux dimensions d'une orange, ne laisserait plus voir à l'oeil nu aucune trace de saillies ni de dépressions ; il n'offrirait plus aucun indice sensible de déformation ni d'aplatissement.

Des mesures géodésiques nombreuses ont permis de connaître d'aiitres inégalités de la forme de la Terre. Ainsi, on croit pouvoir assurer que les ellipses méridiennes ne sont pas toutes égales entre elles, ni toutes régulières, et il paraît aussi certain que l'aplatissement n'est pas le même à chaque pôle. En outre les divers parallèles, dont on a mesuré des arcs nombreux et étendus, au lieu d'être des cercles comme l'exigerait l'hypothèse d'un eUipsoïde de révolution, présentent d'assez fortes irrégularités. Il en est de même de l'équa-

1. La hauteur de l'atmosphère est loin d'être connue avec quelque exactitude. En se fondant sur les limites des phénomènes crépusculaires, on évaluait cette hauteur à 60 kilomètres environ. D'après M. Liais, elle serait beaucoup plus considérable et atteindrait 340 kilomètres (Comptes rendus de l'Académie des sciences, janvier 1859). L'inflammation des bolides à des hauteurs considérables au-dessus de la surface de la Terre, paraît confirmer cette extension de l'enveloppe gazeuse de notre planète.

Quant à l'épaisseur de l'écorce solide, évaluée à 40 kilomètres, c'est une simple conjecture déduite de la loi observée de l'accroissement de la température des couches du sol avec la profondeur. Des savants, tels que Hopkins, admettent pour cette épaisseur des nombres beaucoup plus grands; ils vont jusqu'à la supposer égale au quart du rayon terrestre. Des géologues enfin ne croient pas à l'existence actuelle d'un noyau fluide, mais seulement à la présence à certaines profondeurs de masses liquides qui se font jour dans les éruptions volcaniques. Ces questions ne sont pas du ressort de l'astronomie, qui n'a besoin pour ses théories, que de l'hypothèse de la fluidité primitive des masses qui forment aujourd'hui le globe terrestre et les autres globes planétaires.

teur, que nous avons jusqu'ici supposé de forme circulaire, et qui est lui-même elliptique. Son grand axe mesure 12753 kil. 5, son petit axe 12 753 kil. 5; ce qui fait une différence de 3 kilomètres entre les deux diamètres, ou un aplatissement égal à 4^5^, 14 fois moindre que l'aplatissement polaire ^ .

Ainsi, en définitive, la forme réelle de la Terre parait être plutôt celle d'un ellipsoïde irrégulier, à trois axes principaux d'inégales longueurs.

L'étude de la structure de la Terre, des configurations du sol, des cours d'eau et des mers, des phénomènes généraux de son atmosphère ', de la constitution géologique de son écorce et de celle du noyau intérieur sous-jacent, présente le plus haut degré possible d'intérêt. Mais une telle étude sort du cadre d'un ouvrage ayant pour objet la description du ciel. Je ne ferai que rappeler l'opinion, aujourd'hui généralement admise, de la fluidité primitive de notre planète, parce que cette hypothèse trouve sa confirmation astronomique dans l'aplatissement mesuré par les géomètres. 11 est en effet démontré par les lois de la mécanique qu'une masse fluide, animée d'un mouvement de rotation, tend à prendre la forme d'un sphéroïde ou d'un ellipsoïde de révolution, aplati aux extrémités mêmes de l'axe autour duquel s'effectue le mouvement. Parmi les planètes que nous avons à explorer, nous en trouverons plusieurs qui présentent, comme la Terre, une forme sphéroïdale, mais avec des aplatissements beaucoup

1. Voici la position des sommets des axes de l'ellipse équatoriale :

1 12» 1' Long. E. (Congo.) Sommets du grand axe. j ^g^. g, ^^^^^ ^ ^j,^^ Sandwich.)

( 102» Long. E. Archipel de la Sonde.) Sommets du petit axe. | ^g, ^^^^^ q ^j^^j^^^ ^^ Panama.)

2. Renvoyons, pour le développement de ces divers sujets de géographie physique, au savant et éloquent ouvrage de M. Elisée Reclus, la. Terre, description des phénomènes de la vie du globe.

plus considérables à leurs pôles. Or, leur mouvement de rotation est précisément beaucoup plus rapide.

Un mol encore, sur la forme et sur les dimensions de la Terre.

On se fera une idée de la courbure de la surface du globe sur une étendue limitée de pays, par les résultats suivants : un voyageur qui part d'un point donné et s'en éloigne, s'abaisse en réalité de plus en plus au-dessous de l'horizon de ce point. Quand il aura parcouru Ml kilomètres, longueur d'un degré, il se trouvera à 971 mètres au-dessous de l'horizon du point de départ, abstraction faite des différences de niveau provenant de la pente ou des inégalités du terrain. L'horizon de Paris, prolongé jusqu'à Marseille, planerait au-dessus de cette ville à une hauteur de plus de 30 000 mètres, ou de 7 lieues et demie. A la hauteur de l'Etna, du pic de Ténériffe, du Mauwna-Roa, l'œil peut voir une étendue de pays qui est la 4000'' partie de toute la surface de la Terre. Biot et Gay- Lussac, dans leur ascension de 1800, en embrassaient î-gVo î Tissandier, Sivel et Crocé-Spinelli, du point où ils se sont élevés en 1874, auraient pu voir j^gy de la même surface, sans le funeste événement qui a terminé leur glorieuse et lamentable expédition.

En raison de l'aplatissement des pôles, la circonférence d'un méridien est plus courte que celle de l'équateur d'environ 67 kilomètres. La première mesure 40 003 414 mètres; la seconde, 40 070376 mètres.

Il résulte des nombres qui précèdent, que la surface de la Terre entière est d'environ 510 millions de kilomètres carrés. Comme celle de la France (de la France d'avant la guerre, c'està-dire y compris nos chères provinces de Lorraine et d'Alsace) est de 54 millions d'hectares, elle n'est guère plus de la millième partie de la surface totale (environ la 940'^ partie). De cette immense étendue, les mers réunies embrassent plus des trois

quarts'; l'autre quart comprend les terres, les continents et les îles. Or, il est curieux de voir que tout un hémisphère du globe terrestre renferme les terres, tandis que l'autre hémisphère est presque tout entier occupé par les eaux. Prenez un globe, placez-le de manière qu'il se présente à vous, avec Paris pour point central, et éloignez-vous à distance. Vous apercevrez sur l'hémisphère tourné vers vous, l'Europe, l'Asie et l'Afrique entières, l'Amérique du Nord et une partie de l'Amérique du Sud. Placez- vous au contraire à l'opposé, en face des antipodes de Paris, et sauf la Nouvelle-Hollande et la pointe inférieure de l'Amérique méridionale, vous verrez un hémisphère presque entièrement couvert par l'Océan, çà et là parsemé de petites lies.

Les dessins de la planche XII peuvent donner une idée de cette distribution des parties solides et liquides de la surface terrestre.

Si, de l'évaluation de la surface du globe, on passe à celle du volume, de la masse ou du poids, on arrive à des nombres dont il est difficile de se faire une idée juste, tant ils s'élèvent au-dessus de nos appréciations habituelles.

Concevons un volume cubique de mille mètres en longueur, largeur et hauteur : c'est ce qu'on nomme un kilomètre cube. Le sphéroïde terrestre contient plus de mille milliards de volumes pareils! (1083 000 000000). Des expériences et des calculs, dans le détail desquels il serait trop long d'entrer, ont établi la densité moyenne de la matière qui forme la Terre : nous disons la densité moyenne, parce que les différentes couches sont spécifiquement d'autant plus lourdes, que de la surface elles approchent plus du centre. Cette densité est telle, qu'à égalité de volume, la matière terrestre pèse près de cinq fois et demie autant que l'eau (5.44). On évalue au double la densité des parties centrales.

1. Mers, 383 260 000 kil. carrés; terres, 126 640 000 kil. carrés.

PL. XIL