L. SONUEL

LE

LG FOND ACTUEL DE LA MËR

Sondes. — Sonde de Brooke.

Lorsqu'un navire s'éloigne des côtes, il ne tarde pas a se trouver isolé entre la mer vaste, sans rives, et le ciel qui s'appuie de tous côtés sur la plaine monotone des eaux. Il marche, les nuages marchent au-dessus de lui, l'eau se meut au-dessous en courants très-irréguliers. Dans cette agitation universelle, comment le marin saurat-il reconnaître la route qu'il a suivie et la position qu'il occupe sur l'immense étendue des océans ? L'astronomie vient à son secours, elle lui fournit des procédés assez simples et très-précis pour déterminer à chaque instant le chemin qu'il a fait, la distance qui le sépare du port ; elle le guide à travers les dangers sans nombre, les écueils et les récifs contre lesquels il se jetterait en aveugle si la science n'éclairait ses pas incertains.

Il arrive souvent que Fobservation des corps célestes fait défaut au navigateur, lorsqu'elle pourrait lui rendre les plus grands services. Rappelons seulement les nombreux sinistres causés, en plein calme, par des atterrissages involontaires sur des côtes masquées par un épais rideau de brumes. Dans ce cas et dans d'autres analogues le marin doit abandonner ses lunettes et recourir à de nouveaux instruments.

Le plus universellement employé est la sonde. Veut-on savoir si Ton approche d'une terre ou d'un banc de sable, on jette la sonde à la mer. Dans quelques parages où les écueils abondent, la sonde est l'auxiliaire indispensable de la navigation. Elle indique la profondeur et la nature du fond. Est-ce de la vase, du sable, du gravier ou du rocher? pourra-t-on jeter l'ancre avec avantage, ou devrat-on chercher un lieu plus propice ? La sonde se charge de l'apprendre.

Dans sa plus grande simplicité, elle consiste en un cylindre de plomb, dont une base est soutenue par une corde ou ligne. L'autre face, enduite de graisse, est destinée à rapporter quelque échantillon du sol sous-marin.

On laisse tomber la sonde jusqu'à ce qu'elle s'arrête brusquement. La longueur de ligne filée indique la profondeur, le plomb rapporte un échantillon du fond.

On voit, au premier abord, à combien de causes d'erreurs est soumis cet appareil, et combien ses indications doivent être le plus souvent révoquées en doute.

Si la mer est immobile et peu profonde, elles seront suffisantes, à condition que la graisse puisse maintenir assez fortement collés au cylindre les graviers ou la vase qu'elle aura recueillis. Mais combien de fois le plomb ne revient-il pas nu? La mer, d'un autre côté, n'est-elle pas sans cesse agitée, n'y observe-t-on pas des courants continuels ? Que nous dira la sonde quand plusieurs kilomètres de la ligne auront filé sans que le plomb paraisse arrêté dans sa descente ?

On a cbercbé à perfectionner }a soj^de 4e n^aniôre ^

rapporter sûrement des échantillons des terres sousmarines, à diminuer Tinfluence des courants, et à faire disparaître l'erreur due à ce qu'une grande longueur de ligne pèse assez pour masquer le choc du plomb contre le sol.

Un des plus ingénieux appareils a été imaginé par Brooke, officier delà marine des États-Unis. Il se compose d'une ligne et d'un cylindre fixé â son extrémité. Pour que la diminution de la vitesse avec laquelle la ligne file soit nettement perceptible à l'instant où le cylindre rencontre le fond, on charge ce dernier d'un poids très-lourd, un boulet pesant 29 kilogrammes. Mais, lorsque la profondeur est grande, le poids de la ligne s'ajoutant à celui du boulet pourrait la rompre dans un grand nombre de cas, si une disposition particulière ne pennettait au cylindre de remonter seul.

Le boulet est percé de part en part d'un trou dans lequel on engage le cylindre. Ce dernier porte à sa partie supérieure deux pièces mobiles autour d'une charnière commune. Chacune d'elles est suspendue à la lignc,qui se bifurque à son extrémité. Des crochets pratiqués dans ces pièces servent à retenir deux cordes soutenant le boulet.

Tant que la sonde descend, les pièces mobiles sont relevées parlatractioa delà ligne. Le boulet est soutenu, Dès que la sonde touche le fond, le cylindre cesse de peser sur la ligne; le boulet pèse toujours, incline les deux pièces mobiles, entraîne avec lui les cordes détachées du cylindre, et devient libre (fig. 2). L'observateur retire la ligne, le boulet reste au fond.

Pour rapporter des échantillons du soi, on a pratiqué dans le cylindre une cavité profonde garnie intérieurement de suif. Dans d'autres appareils, une soupape s'ouvrant de bas en haut ferme l'orifice de la cavité, de manière à permettre l'entrée des sables, de la vase, et à les empêcher de retomber lorsqu'on relève la sonde.

pftns ces dernières années, grâce aux ma^nifi(|ues tra*

4 LES HEHVeiLLES DV FOND DE LA MER.

vaux des explorateurs anglais, la science des sondages s'est accrue d'un grand nombre de nouveaux engins aussi ingénieux qu'efficaces ; dans les expéditions du navire le Porcupine, dans celles qui s'accomplissent avec le Chal-

— Sonde de Brooke.

lenger, H. Wy ville Thomson, quia attaché son nom à l'investigation sous-marine, à Irès-frèquemment employé une drague particulière, à laquelle on doit la prise de magnifiques échantillons. C'est un sac dont l'ouverture métallique, terminée en bizeaux, reste toujours ouverte; attaché

à une longue corde, il traîne au fond dsTOcéan, remorqué par le navire, il se remplit ainsi, dans le voyage qu'il exécute, des débris et des êtres vivants qui se rencontrent sur son passage dans les profondeurs de la mer.

Appai-ell de H. de Tessin pour [a me^re du profoRdeun.

H. de Tessaa, ingénieur hydrographe de la marine, a indiqué un procédé forl original pour connaître la profondeur. Le principe de sa méthode est le suivant: on laisse

Fig. 3. — Hïsui'e d<

tomber à la mer une bombe qui fait explosion en touchant le fond. Le bruit qui en résulte est entendu par le marin, qui note avec soin le temps écoulé depuis que la bombe a commencé de tomber, et conclut aisément de celte oL-

servation la distance verticale parcourue, c'est-à-dire la profondeur de la mer.

On peut trouver étonnant que le bruit de l'explosion se fasse entendre quand la profondeur est de plusieurs milliers de mètres. Or on sait que Teau transmet très-bien le son, et l'observation faite par Colladon sur le lac de Genève est encore plus probante. Ce physicien fit frapper une cloche '«ous Teau : le son fut entendu, dans une première expérience, à la distance de quatre lieues. Dans une seconde expérience, on l'entendit à la distance énorme de neuf lieues.

Construction des cartes et des coupes du sol sous-marin. — État peu avancé

de la question. — Initiative de Maury.

Si, partant du rivage, le marin consulte la sonde pendant tout son voyage, en la retirant ou la laissant filer jusqu'à ce qu'elle touche exactement^le fond de la mer, il lui arrivera, dans de grandes proportions, ce qui arriverait au batelier traversant une rivière. La sonde s'enfoncera d'abord jusqu'à une certaine profondeur, elle remontera, s'enfoncera de nouveau, redescendra pour remonter encore, et ainsi de suite jusqu'à ce qu'une île ou un continent la ramène à la surface.

A-t-il noté sans cesse la position qu'il occupait et la longueur delà ligne filée, le marin peut réunir ses observations sur une feuille de papier, de manière à faire comprendre au premier coup d'oeil comment a varié la profondeur de la mer sur tout le trajet qu'il a parcouru.

La figure 4, où nous donnons la coupe verticale de l'océan Atlantique du Yucatan au Sénégal, serait le résultat d'un semblable voyage. Le niveau de la mer y est représenté par une ligne droite horizontale. La courbe irrégulière qui la coupe en plusieurs points suit les ondulations du sol. Quand elle est au-dessus de la ligne horizontale, le sol domine les eaux ; il est sous-marin tant que la ligne courbe reste au-dessous de l'horizontale.

Ainsi., en partant des côtes mexicaines, la sonde descendrait d'abord jusqu'à 600 mètres environ pour regagner la surface sur les côtes duYucatan. Le marin doublerait cette presqu'île et trouverait ensuite une descente rapide du fond, jusqu'à 1,000 mètres environ. Du Yucatan à Cuba cette vallée ne serait interrompue que par une chaîne de collines sous-marines fort peu importante. En contournant Cuba, on se trouverait, entre cette île et Haïti, audessus d'un étroit et profond ravin ; on planerait ensuite sur de semblables précipices de 2,000 mètres entre Haïti,

Fig. 4. — Coupe verticale de TAtlanlique du Yucatan au Sénégal.

Porto Rico et les îles Sous-le-Vent. Au delà des Petites- Antilles, rien ne gêne plus la marche du navire jusqu'aux îles du cap Vert. La^ sonde tombe d'abord très- vite à 5,500 mètres environ pour remonter subitement à 4,200 mètres, redescendre aussi promptement à 5,000 mètres, osciller entre 5,000 et 3,000 et passer brusquement,près des îles du Cap-Vert, de 4,500 mètres jusqu'au niveau de la mer. Les îles, très-étroites, s'élèvent jusqu'à 3,000 mètres au-dessus de la surface des eaux. De profondes tranchées les séparent les unes des autres, et un canal aux rives très-escàrpées amène le navigateur jusqu'aux côtes africaines.

On a vu plus haut les difficultés que présente Tusagede la sonde. Ce que nous avons dit relativement à cet imparfait instrument montre assez qu'il serait impossible d'obtenir avec lui des indications continues. Il faut laisser tomber la corde chaque fois que Ton veut mesurer une profondeur, et l'arrêter lorsque le plomb est au fond. On ne peut donc avoir qu'une suite de points ; seulement, en répétant souvent l'opération l'on diminuera autant que possible les intervalles entre les points obtenus, et Ton obtiendra une représentation assez exacte du fond de la mer.

Quand on fait le nivellement d'une contrée, c'est-à-dire quand on veut connaître exactement sa forme, on peut, en général, se promener librement sur le terrain que l'on étudie. Les opérations géodésiques donnent avec la plus grande exactitude les positions et les hauteurs d'un aussi grand nombre de points que l'on désire. Supposons que les conditions de notre existence nous maintiennent constamment à 5,000 mètres au-dessus de la surface libre des mers, les opérations acquerraient le même degré de difficulté que nous présente Tétude du sol sous-marin. Quelques sommets de très-hautes montagnes pénétreraient seuls dans notre atmosphère. Nous pourrions les explorer directement, tandis que des sondes nous seraient indispensables pour nous faire une idée des régions moins élevées.

C'est ce qui nous arrive lorsque nous voulons faire pénétrer nos regards sous les eaux.* La surface des océans présente une régularité qui l'a fait prendre comme point de départ commun pour mesurer la hauteur relative des différents points de la surface terrestre. S'il y avait assez d'eau pour engloutir tous les continents, notre globe serait terminé par une surface uniforme représentant à trèspeu près une sphère. Bien qu'il n'en soit pas ainsi, les grands océans et toutes les mers communiquant avec eux ont le même niveau.

L'air presse Tocéan, la pression qu'il exerce est sensi-

blement constante en tous les points de cette surface ; elle diminue, quand on s'élèye dans Tatmosphère, du poids de toute la couche d'air traversée. Les instruments qui donnent cette indication servent à mesurer Taltitude d'un lieu. C'est même le seul moyen que l'on ait a sa disposition dans un grand nombre de cas. Un procédé analogue serait employé avec avantage pour déterminer les profondeurs de la mer. A mesure qu'on s'enfonce dans l'eau, les couches que l'on a traversées ajoutent leur pression à celle de l'air, et, l'eau étant à peu près 1,300 fois plus lourde que l'air, ce qui .est possible pour l'air, le serait a fortiori pour l'eau. Un appareil capable d'indiquer, lorsqu'on l'aurait retiré de l'eau, la plus forte pression qu'il aurait subie pendant son immersion, contrôlerait les résultats donnés par la sonde ordinaire *.

Si nous ajoutons à l'imperfection des procédés la grande difficulté que présente leur application, nous saurons pourquoi le sujet que nous abordons est encore peu avancé. Des sondages faits par de grandes profondeurs exigent dans un navire un matériel considérable, réservé uniquement à cet usage. Une seule opération dure une journée entière, elle nécessite un temps calme et elle occupe un grand nombre de personnes. Les navires de commerce ne peuvent donc pas, en général, effectuer de grandes sondes : il leur faudrait des câbles de 8,000 mètres au moins de longueur: souvent leur équipag^erait insuffisant pour les manœuvrer, ils perdraient énormément à s'arrêter pendant des journées entières, et, si les câbles se cassaient, la dépense serait trop grande pour qu'ils pussent les remplacer.

Des expériences de ce genre ne peuvent être entreprises que par l'initiative des gouvernements, ou par des Compagnies que de puissants intérêts poussent à ce genre d'explorations. La pose des câbles télégraphiques sous-marins

* La discordance des nombres donnerait d'utiles renseignements sur la direction des courants sous-marins.

a nécessité, depuis quelques années, de nombreux sondages. Chaque jour une sonde s'ajoute aux autres, et nul doute que la multiplication des réseaux télégraphiques sous-océaniens n'accélère le moment où nous aurons une idée assez exacte de la forme de notre terre et des moin< dres accidents de sa surface.

A Tépoque où la figure de la terre était inconnue, la profondeur de la mer était l'objet des suppositions les plus exagérées. On trouve à chaque pas dans les écrits des géographes les expressions de mer sans fond et sans bornes pour désigner l'océan Atlantique.

Les idées modernes sur notre planète et sur sa constitution devaient nécessairement amener la chute de ces croyances absurdes. Mais, si la masse d'eau qui recouvre environ les trois quarts de l'écorce solide de la terre est limitée, quelle est la profondeur des bassins qui la renferment? L'écorce terrestre est plissée irrégulièrement ; là elle est soulevée, ici elle s'est affaissée ; l'eau s'est retirée dans les endroits les plus bas. La mesure de la plus grande profondeur des mers, jointe à l'altitude des pics les plus élevés, devait donc être considérée comme trèsutile, en nous apprenant la grandeur des inégalités produites sur l'écorce terrestre par les forces intérieures du globe.

Les voisinages des côtes, les passages très-fréquentés et peu profonds étaient connus ; la question était cependant peu avancée quand Maury fit un appel aux marins de toutes les nations. Comme il leur avait demandé leur concours pour noter les courants marins, pour observer les vents et les autres phénomènes météorologiques, il leur demanda de faire une sonde environ à chaque centaine de lieues de leur voyage. Son appel fut entendu.

Au bout de peu d'années, l'Atlantique nord, sillonné par tant de navires appartenant à toutes les nations, avait été sondé en un assez grand nombre de points pour que Maury pût, en réunissant sur une même carte les nombres obtenus, traace, pour le fond de cet océan, des cour-

OROGRAPHIE SOÎJS-MARîNB. 11

bes de niveau, analogues à celles que les géographes dessinent sur la carte d'une contrée dont ils veulent indiquer le relief; mais, tandis que les courbes de niveau des géographes correspondent à des hauteurs au-dessus de la surface libre des océans, celles de Maury sont des lignes passant par tous les points situés à la même hauteur au-dessous du niveau de la mer. Ces lignes ont été tracées pour des profondeurs variant de 1,800 en 1,800 mètres. Elles donnent donc une idée encore très-imparfaite du relief du sol.

La Méditerranée, la mer Noire, la Baltique, la mer du Nord, les parages de la France et des îles Britanniques sont beaucoup mieux connus. Ces mers sojit bien moins profondes que l'Océan, et les marines européennes avaient un intérêt trop immédiat à leur étude pour la négliger.

Mais, dans les immenses espaces que laissent dans Thémisphère sud les continents et les îles de TOcéanie, rarement on a jeté la sonde. On a peu étudié ces vastes et profonds bassins qui séparent TAsie et l'Afrique de la Nouvelle-Hollande et de l'Amérique ; le navigateur y laisse le vent pousser son navire sans que la crainte de toucher un écueil lui fasse désirer de connaître l'épaisseur de la nappe d'eau qui le supporte. Quelques indications recueillies dans des voyages scientifiques de circumnavigation, pendant un relevé de côtes exécuté par des navires de l'État, sont les seules données que l'on puisse utiliser.

La portion méridionale de l'océan Atlantique est également très-pauvre en documents.

On n'a pu tracer encore, pour toutes ces mers, les courbes de niveau qui donnent une idée des bassins des mers européennes.

La plus grande partie du monde submergé est donc encore très-mal connue. Si l'on ajoute à cela que les plus vastes surfaces continentales sont désertes ou sauvages, et qu'elles ont été parcourues seulement par quelques hardis voyageurs, on comprendra combien il reste encore de lacunes dans l'étude de la terre et quelle ample moisson de

découvertes pourront faire les consciencieux observateurs de la nature.

Malgré leur insuffisance, les résultats acquis aujourd'hui à la science montrent que la profondeur de la mer n'excède pas 9 kilomètres, qu'elle ne dépasse pas celle des plus hautes montagnes.

Analogie entre le relief des continents et celui du fond de la mer. Coupe équatoriale de la terre.

On trouve cette grande profondeur dans tous les océans; souvent même des sondes indiquent une épaisseur d'eau de 9,300 mètres ou plus, mais la discussion de ces nombres, de circonstances dans lesquelles ils sont obtenus, montre qu'il ne faut pas y attacher une entière confiance et que, s'ils sont erronés, ils sont trop forts. C'est dans ce cas surtout qu'il conviendrait d'employer l'appareil à pression dont nous avons indiqué le principe.

Le sol sous-marin est la suite inmèdiate du sol sousaérien. Le géomètre y trouve les mêmes accidents géographiques: des plaines, des vallées, des ravins, des collines, des escarpements, des déserts de sables, d'immenses étendues de vase molle, des pierres roulées, des rochefrs menaçants, des sources, des volcans.

La scène est bien différente pour le physicien. A une faible distance de la surface, là lumière ne parvient qu'avec peine ; aux plantes terrestres se substituent les algues, flottant comme de longs rubans aux vives couleurs, ou se dressant légèrement et finement découpées comme les arbres de nos montagnes. Des animaux aux formes lourdes et arrondies se meuvent dans un élément grossier si on le compare à notre atmosphère ; les sources d'eau douce, au lieu de couler sur le sol, s'élèvent comme font dans l'air des colonnes de vapeur ou de fumée. Les volcans eux-mêmes ne vomissent pas de la même manière les produits de leurs éruptions.

Cependant le fond du bassin est, pour le géomètre, en tout point semblable à ses bords.

Faisons un instant abstraction de Teau pour mieux voir Tensemble de Técorce terrestre, ses plissements qui se croisent dans tous les sens, ses inégalités, qui nous semblent si considérables, et qui sont si peu de chose lorsqu'on les compare à la grandeur de notre planète.

Supposons la terre réduite à Tétat où parait se trouver la lune, c'est-à-dire sans atmosphère et san» eau. Nous verrions des rugosités dont l'épaisseur totale atteindrait de 16 à 17 kilomètres. La plus grande correspondrait à l'ancien continent ; son point culminant serait la chaîne de l'Himalaya, Tout autour, un sillon la séparerait de la gibbosité formée par les deux Amériques, de la proéminence dont les sommets sont l'Australie et les îles voisines, et du grand continent austral presque entièrement enseveli sous les glaces.

Les points culminants et les points les plus bas des bassins sont souvent peu éloignés les uns des autres. Le sommet de l'Himalaya est voisin du fond du bassin indien, les Montagnes-Rocheuses, du fond de l'océan Pacifique septentrional, les monts AUeghanys, du point le plus bas de l'océan Atlantique nord, le massif du mont Blanc, du fond du bassin méditerranéen occidental. Cette remarque est générale ; on peut y ajouter que si, d'un côté, le sommet de la gibbosité touche presque le sommet de la dépression, du côté opposé il en est assez éloigné, comme si tous les plissements auxquels est dû le relief actuel de l'écorce terrestre étaient dissymétriques et avaient produit d'un côte une pente douce, de l'autre un escarpement.

Nous voyons, dans la partie aérienne de la terre, de vastes plateaux à des altitudes souvent considérables. Les plateaux sous-marins sont tout aussi fréquents. Us séparent deux bassins dont les bords voisins ne se sont pas assez élevés pour sortir des eaux. C'est ainsi que, dans l'océan Atlantique septentrional, un vaste plateau s'étend de l'Islande aux Açores et aux Antilles; les Açores correspondent à quelques pics volcaniques se dressant sur cette chaîne de montagnes sous-marines.

Un autre plateau s'étend au nord, à Test et un peu au sud de Terre-Neuve. A la latitude de New-York, ce plateau se termine brusquement par une falaise abrupte devant laquelle coule le célèbre Gulf-Stream ; près de là nous trouvons le centre d'un bassin; la différence de niveau est, pour une distance de quelques lieues, de 8,000 mètres.

D'autres fois le plateau porte des pics nombreux dont les sommets pénètrent dans Tatmosphère. Les îles des archipels océaniens sont les points culminants de chaînes implantées sur un plateau submergé. Si l'Amérique était recouverte d'eau jusqu'à la hauteur de 2,000 mètres, on verrait à sa place de^ archipels correspondant à ses Montagnes-Rocheuses, à ses Andes, aux montagnes brésiliennes, à quelques pics des Antilles et des Alleghanys. La sonde indiquerait sous les eaux de grandes vallées séparées par des collines, des plateaux ou des montagnes aux pentes assez douces en général, mais abruptes prés du rivage, surtout sur le versant occidental qui regarde le grand Océan.

Le fond de la mer ne peut être complètement assimilé, comme on le fait souvent, au lit d'une rivière. Ce dernier

Bîmtei

Fig. 5. — Coupe du Mississipi à Plaquemines.

(fig. 5) a la forme d'une gouttière. Un lac d'une faible étendue ne nous donne pas davantage la forme du sol sous-marin. Le bassin du lac est une cavité quelquefois très-profonde. En joignant deux rives opposées par une ligne droite, cette dernière sera complètement au-dessus du fond du lac; elle se confondra sensiblement avec sa surface. Il n'en est plus de môme si nous considérons une mer d'une certaine étendue. La terre est ronde, la surface libre des océans est à peu près sphérique, et c'est à partir de cette surface c[ue doit être comptée la profondeur,

Unissons, par exemple, Paris à Terre-Neuve (fig. 6) par un tunnel rectiligne. Ce tunnel ne rencontrera pas l'Océan ; il passera bien au-dessous. Son ouverture à Paris ne sera ni verticale ni horizontale; il s'enfoncera sous la Manche, sous rOcéan, dont il s'éloignera d'abord malgré l'augmentation de profondeur de ce dernier, s'en rapprochera vers Terre-Neuve et regagnera la surface de la terre à Terre-Neuve, obliquement, comme il l'avait quittée à Pa-

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