TEMPÉRATURE DU SOL ET DES EAUX

Les phénomènes de physique terrestre que nous nous proposons de décrire dans ce livre, dépendent, pour une faible part, de la chaleur qui, venue de l'extérieur, pénètre les couches du sol situées immédiatement au-dessous de la surface du globe. La plupart d'entre eux, et ce sont de beaucoup les plus importants, ont pour origine ou pour cause la chaleur intérieure propre au globe lui-même. C'est du moins ce qui semble résulter avec évidence de l'état thermique actuel des plus profondes couches accessibles à l'observation, et des inductions qu'on en peut tirer sur la portion du noyau interne échappant «à toute investigation directe. La détermination de la température de la partie solide de l'écorce terrestre ou du sol proprement dit, à diverses profondeurs, de ses variations

périodiques ou accidentelles, celle de la température des eaux courantes, lacustres ou marines, forment le point de départ nécessaire de cette étude de la chaleur intérieure de la planète, que nous verrons bientôt se manifester au dehors par les éruptions des volcans et les secousses des tremblements de terre.

Parlons d'abord de la température de la partie solide du globe, dans ses couches les plus voisines de la surface.

Pour observer- et mesurer commodément cette température, depuis la surface jusqu'à une faible profondeur, celle de 1 mètre par exemple, on se sert de thermomètres à mercure dont les réservoirs plongent dans le sol, à 5, 10, 20, 30, 100 centimètres au-dessous ; la partie graduée des tiges sur lesquelles se fait la lecture est visible au-dessus. Il y a lieu de faire une correction, en raison de la dilatation qui affecte la colonne de mercure des tiges. A Montsouris, on place à côté du thermomètre une tige semblable dépourvue de réservoir, et les déplacements du mercure dans cette seconde tige donnent les corrections à appliquer aux indications de la première.

Ce procédé d'observation ne serait guère praticable pour des profondeurs plus grandes1. L'emploi des thermomètres électriques est alors tout indiqué, et MM. Becquerel s'en sont heureusement servis pour leurs longues études de la température du sol au Jardin des Plantes de Paris, depuis la surface jusqu'à 36 mètres de profondeur. L'une des soudures fer et cuivre de l'appareil se trouve plongée au point de la verticale qu'on veut explorer, et l'autre est placée, dans un tube de verre à moitié plein de mercure, à l'air extérieur ; un thermomètre donnant le demi-centième de degré a son réservoir dans le même tube. Les deux soudures étant à des températures différentes, un courant électrique circule dans le circuit fermé, et son intensité peut être mesurée au galvanomètre. Dès que les températures deviennent égales, le courant s'annule et l'aiguille revient au

1 . Quetelet s'est cependant servi de thermomètres à longue tige pour mesurer la température jusqu'à 8 mètres au-dessous du sol.

zéro. La différence des températures peut se déduire de l'intensité du courant; mais on peut procéder autrement, en ramenant la température du tube qui contient le mercure à l'égalité avec celle de la soudure plongée dans le sol. Pour cela, le tube est placé dans une éprouvette en partie pleine d'éther, qu'on refroidit par évaporation en y faisant passer un courant d'air, ou qu'on échauffe avec la main ou avec de l'eau chaude, selon que la température de l'air est plus froide ou plus chaude que celle du sol en expérience. Dès que la boussole revient au zéro, on lit la température sur le thermomètre à mercure, et l'on a ainsi celle de la soudure inférieure ou du sol.

Lorsqu'on veut obtenir la température du sol à de très grandes profondeurs, comme dans les puits forés ou artésiens, l'emploi des thermomètres à maxima à déversement, de Walferdin1, offre de grands avantages. En descendant ces appareils dans le trou de sonde, et en les y laissant un temps suffisant pour qu'ils se mettent en équilibre de température avec le terrain ambiant, on a cette température avec une grande exactitude. Il faut avoir soin cependant d'attendre un certain temps après la cessation dn travail du forage, parce que ce travail détermine une production de chaleur étrangère à celle qu'on veut mesurer. Il y a aussi cet inconvénient, qu'on ne peut faire ainsi qu'un petit nombre d'observations isolées, tandis que l'installation des thermomètres électriques permet d'étudier d'une façon continue les variations de température de la couche du sol où ils sont plongés.

Arrivons maintenant aux résultats donnés par l'observation.

Ils prouvent, en premier lieu, que les variations périodiques, diurnes et annuelles, que nous avons constatées pour la température de l'air et qui sont dues aux alternatives de l'action des rayons solaires et du rayonnement terrestre, se font sentir également dans le sol, mais seulement jusqu'à une certaine profondeur. Dans nos climats, la variation thermique diurne est