CHAPITRE XI

LE MAQNÉTISME TERRESTRE

Aussitôt que Ton eut commencé à se servir de la boussole pour les grandes navigations, on reconnut que Taiguille aimantée ne se dirige pas rigoureusement vers rétoile polaire, et que l'écart varie même avec les latitudes. Cette découverte est due comme on le sait à Christophe Colomb, qui, quelque grand navigateur qu'il fût, devrait être considéré comme ayant été peutêtre un bien plus grand physicien.

Instituée pour veiller au perfectionnement de la navigation dont depuis Cromwell les Anglais avaient l'ambition d'acquérir le monopole, Tamirauté britannique ne tarda pas à comprendre qu'il fallait dresser des tables pour indiquer aux navigateurs la valeur de cette variation, élément essentiel pour éviter des erreurs, dont la conséquence est le plus souvent un naufrage.

Cette administration se décida donc à envoyer dans les mers australes un jeune homme plein d'ardeur, nommé Edmond Halley, qui venait d'être nommé directeur de l'observatoire de Greenwich. C'était un

LE magnétisme: terrestre 115

excellent astronome, maniant le télescope et les tables de logarithmes, et ni les calculs ni les veillées prolongées n'avaient éteint en lui son vrai génie. C'est lui qui découvrit le secret d'une grande énigme, et sans se laisser séduire par les barbes et les queues des comètes, reconnut que ces astres obéissent dans leurs mouvements autour du soleil aux mêmes lois que les planètes ; de plus il détermina à l'avance les mouvements de ces corps étranges en se servant des Principes que son ami Newton n'aurait pas publiés sans lui. En effet il fit généreusement les frais de la première édition d'un livre que l'on considère aujourd'hui comme la Bible de l'astronomie, mais dont on ne vendit, Irfrs de son apparition, qu'un millier d'exemplaires en un quart de siècle.

Acceptant avec enthousiasme la mission qui li^i était confiée, Halley fit construire des boussoles exceptionnellement délicates, et qui étaient un chef-d'œuvre pour les ouvriers du dix-septième siècle; puis il s'embarqua sur un navire du roi et se rendit à Sainte- Hélène, dans le but d'y étudier ces instruments. A cette époque l'expédition devait encore être considérée comme lointaine, et beaucoup de gens très hardis ne l'auraient point faite sans éprouver des appréhensions, que Halley ignorait complètement.

Les observations furent exécutées avec une régularité tout à fait irréprochable, recommencées, contrôlées, vérifiées de toutes les manières, et comparées avec celles que l'on possédait déjà.

Il reconnut, ce qu'il avait déjà deviné, que l'angle que fait la boussole avec le méridien de chaque lieu

de la terre est un élément qui charge avec le temps. Dans certains pays l'aiguille s'approche lentement du méridien astronomique, dans certains autres elle s'en éloigne. Comment représenter ces écarts ? Où chercher les causes de mouvements si extraordinaires? Est-ce au Ciel, à la Terre ou aux Enfers qu'il faut s'adresser?

Même à cette époque reculée, où les observations étaient encore peu nombreuses, rudimentaires, Halley ne se laissa pas séduire par l'idée qui paraît naturelle d'assimiler la terre à un seul aimant, unique, isolé. Il ne s'obstina pas à croire qu'on peut représenter des actions si diverses à l'aide de deux centres d'actions, tous deux voisins des pôles de la rotation. Il annonça hardiment, sans hésitation, que dans le nord il y a deux pôles magnétiques distincts, répondant à deux autres pôles, qui se trouvent dans le sud.

Pour faire accepter une idée aussi nouvelle, à laquelle le monde savant était si peu préparé, il était tout à fait indispensable de présenter une explication théorique complète.

Halley annonça donc que les deux pôles de chaque hémisphère étaient chargés du même magnétisme et de force différente, que les deux plus forts faisaient partie d'un même aimant, que les deux plus faibles faisaient partie d'un autre ; que le premier avait une puissance magnétique beaucoup plus forte que celle du second ; que ces deux aimants traversaient la terre de part en part, sans qu'il fût nécessaire qu'ils se croisassent, ni qu'ils passassent l'un ou l'autre par son Centre.

Il pensa que ces deux ahnants étaient indépendants,

que le plus faible était animé d'une oscillation lente et régulière, tandis que le plus fort restait toujours dans la même position invariable par rapport à Taxe du monde. Mais comment concilier l'immobilité de Tun avec la mobilité de l'autre? Afin d'expliquer cette merveille, Halley imagina des hypothèses qui témoignent d'une fécondité d'intelligence comparable à celle dont son compatriote, le chanoine Swift, fit preuve lorsqu'il peupla le monde austral de ses géants, de ses nains et de ses chevaux savants. Il estime que la terre n'est pas, comme on renseigne communément dans les écoles, une sphère pleine, un gigantesque boulet de canon, lancé par le divin artilleur dans l'immensité des cieux. Il l'assimila au contraire à une véritable bombe que, fort heureusement pour nous, le créateur n'a point du tout bourrée de dynamite, de sorte que son explosion ne fait pas partie des éventualités tristes des nombreuses épées de Damoclès, suspendues sur notre matérialisme. Comme c'est un esprit libéral, ennemi de toute superstition et que l'on accusait même d'infidélité, il se garde bien de loger dans cette immense cavité Satan et les dam-

Hypothèse d'Hallcy pour expliquer les changements du magnétisme à la suri'ace de la terre.

nés; cependant il donne une description minutieuse de tous les objets qui se trouvent renfermés dans le monde souterrain où Faiguille de la boussole a permis à la raison de pénétrer.

Il déclare que c'est Tenveloppe extérieure qui constitue le premier aimant, le grand, le robuste, Timmobile ; c'est à cet aimant puissant qu'appartiennent le pôle qui se trouve au nord de l'Amérique, et celui qui se trouve au sud du cap de Bonne-Espérance.

Il explique les variations des différentes courbes magnétiques par les déplacements assez rapides d'un second aimant, dont un des pôles répond au nord de la Sibérie et dont l'autre se trouve au sud de la terre " de Van-Diemen. Halley (et c'est ici que son système faiblit prodigieusement) ajoute que ces deux points sont toujours placés dans le prolongement de l'axe d'un solide de forme allongée, ayant plus de 4000 kilomètres de longueur et près d'un millier de kilomètres de diamètre, qui possède par conséquent une masse assez forte pour que l'attraction extérieure à sa surface ait une valeur considérable. Cependant, ses mouvements ne portent aucun préjudice aux calculs du grand Newton, et n'introduisent aucune complication dans les évolutions de la terre autour du soleil. En effet, cette terre intérieure est mobile autour du centre de la terre, acquière de la même manière qu'une aiguille de boussole peut tourner autour de sa chape.

Ces rêveries sont exposées tout au long dans les Transactions philosophiques pour l'année 1693.

Les objections que l'on produisit et dont il n'est que trop aisé de deviner la portée piquèrent Halley

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tellement au vif qu'il résolut de quitter son observatoire et de faire un nouveau voyage de circumnavigation, pour prendre des mesures plus précises, plus nombreuses, et montrer que les variations qui devaient s'être produites pendant les vingts ans écoulés depuis ses premières explorations étaient susceptibles d'être expliquées ainsi qu'il le proposait.

Guillaume III entra dans ses vues et lui confia le commandement d'un navire, quoiqu'il n'eût pas repris la mer depuis 1676. Le 24 novembre 1698, sa seconde expédition scientifique australe quitta donc les rivages de la Grande-Bretagne. Mais l'indiscipline de son premier lieutenant, les mauvaises disposition» de l'équipage, forcèrent l'intrépide astronome à revenir* en Angleterre sans avoir pu accomplir son dessein.

Edmond Halley n'était pas homme à se laisser intimider par un semblable insuccès ; il changea d'équipage, et deux mois après repartit pour suivre l'itinéraire qu'il avait adopté. Après avoir été une seconde fois à Sainte-Hélène, touché à la côte du Brésil, à la Barbade, à Madère et aux Canaries, il revenait en Angleterre au mois de septembre 1700, rapportant des preuves qu'il croyait irréfutables en faveur de l'existence de son aimant souterrain.

Cette conception bizarre ne pouvait échapper à l'esprit caustique, du- mordant auteur qui ridiculisa les newtoniens. 11 fait allusion à l'aimant de Halley dans son île flottante de Laputa. Il place, lui aussi, son aimant dans une caverne, et c'est cet aimant qui sert aux habitants de cette demeure singulière pour s'élever ou descendre à volonté ; suivant qu'ils présentent

un pôle ou l'autre à la terre, au-dessus de laquelle leur magnëtonefse meut à leur gré.

L'idée de Halley a été reprise en Allemagne, où des savants ont été choqués de voir que l'aimant central devait tourner comme sur un pivot matériel. Ils ont remplacé l'aimant unique par deux petites planètes magnétiques, réglant leurs évolutions l'une sur l'autre, de manière que l'effet de leur déplacement se compensât, au point de vue des lois de l'attraction, qu'il ne fallait enfreindre à aucun prix.

Halley, qui n'aimait pas les choses inutiles, pensait que la partie interne de la terre devait, comme celle qu'éclaire le soleil, être recouverte de plantes, d'animaux et d'êtres humains.

Il n'était pas possible à Halley de priver ces hommes intérieurs de la lumière nécessaire à l'exercice de la vision. N'osant leur donner des yeux phosphorescents qui éclairent les objets, il admit que l'air qui remplit le vide séparant les deux mondes n'est pas seulement un fluide gazeux servant à la respiration, mais une substance lumineuse, phosphorescente.

lîalley fut entretenu dans cette manière de voir par la découverte des aurores boréales et australes, c'està-dire de ces effluves qui ont tant de fois plongé les populations des régions tempérées dans une terreur fortement mélangée d'admiration, et dont l'étude est, comme nous avons essayé de le faire comprendre, d'une si remarquable importance. Il lui sembla que ces lueurs étranges, si belles, si poétiques, sortaient de deux cavernes placées l'une près du pôle nord et l'autre près du pôle sud de la terre, qui permettaient

LE MAGNETISME TERRESTRE l'il

à la matière lumineuse de s'épancher dans Tespacc.

Ces explications naïves, qui nous font sourire, ne sont pourtant pas beaucoup moins étranges que quelques autres, qu'on a acceptées pendant longtemps comme sérieuses. Est-il plus ridicule de supposer que ces effluves émanent de l'intérieur du globe, que d'y voir des queues de comètes que le globe aurait ramassées dans l'espace, sorte de butin lumineux dont il se serait emparé dans sa route vagabonde? est-ce plus absurde que d'affirmer que les aérolithes sont d'anciennes bombes volcaniques lancées par la terre dans ses vieilles éruptions?

Les Allemands, qui ont repris en sous-œuvre l'hypothèse de Halley, ont remarqué que la lumière des aurores boréales était bien pâle, bien froide^ et que des êtres organisés qui ne recevraient point d'autre excitation phosphogénique auraient une existence bien languissante. En conséquence, ils ont changé le domicile des plantes, des animaux et des hommes, du monde souterrain; ils leur ont fait habiter le plafond même, l'enveloppe de cette espèce de cave, de sorte que les deux surfaces de l'écorce vide, constituant la terre, seraient également peuplées. Pour compléter leurs innovations, ils ont remarqué qu'il est inutile de donner deux ouvertures au monde souterrain. Ils ont supposé que cette entrée unique était voisine du pôle nord; bien entendu rien ne les aurait empêchés de la placer près du pôle austral.

Où Halley a-t-il puisé les éléments d'une théorie qui paraît se rattacher aux plus obscures traditions du moyen âge, c'est ce que nous ne pouvons chercher

en ce moment; mais ils n'est point sans intérêt de remarquer que ces idées bizarres semblent avoir exercé quelque influence sur les rêveries de Charles Fourier, philosophe ingénieux et aimable, qui voulait faire de riiarmonie la base unique des sociétés humaines. En effet, le créateur du phalanstère a promis à ses disciples que la terre elle-même prendrait part à la joie des êtres intelligents qui l'habitent, le jour où ses doctrines de fraternité universelle seraient librement acceptées par tous les peuples du monde, quand on ne verrait plus de conquêtes accomplies que par des Bacchus, des Hercules et des Orphées, quand les batteries de cuisine seraient la seule artillerie des peuples devenus enfin dignes appréciateurs des conquêtes de la science. Alors ces pôles dont les approches sont si difficiles deviendront le séjour d'été des touristes se transportant sans difficulté aux extrémités du monde, où de dociles zéphyrs les voitureront. Alors les extrémités de l'axe du monde seront illuminées par des éclairs jaillissant comme un torrent embrasé des profondeurs de la terre, et annonçant aux mondes voisins la gloire de notre planète, rachetée des principales défectuosités physiques dont nous souffrons en simple civilisation.

Mais ce n'est pas seulement l'imagination désordonnée de quelques sympathiques rêveurs qui doit conduire les nations civilisées à exécuter dans les hautes régions australes les mesures du magnétisme terrestre, poussées déjà si loin et avec tant d'ardeur dans les régions boréales.

lia grande conception de Halley a été rectifiée et

complétée par le plus justement célèbre des astronomes Scandinaves, le vénérable et savant Hansteen, qu'on a justement comparé à Linné, son immortel compatriote.

Cet homme illustre a compris qu'il ne fallait pas chercher les causes des variations de l'aiguille aimantée dans l'intérieur de la terre, mais dans les profondeurs des régions célestes. Il a eu la hardiesse de reconnaître qu'elles résultent des vicissitudes du mouvement des astres avec lesquels nous nous trouvons surtout en rapport. D'un seul coup, sans hésiter, il a assimilé ces surprenants changements au flux et au reflux de la mer, qui obéit aux actions constamment combinées de l'attraction de la lune et de l'attraction du soleil.

Pour Hansteen, comme pour Halley, le système magnétique de la terre se compose de deux aimant^. Mais ces deux aimants ne sont pas formés par des masses métalliques renfermées dans les profondeurs du globe, ce sont des électro-aimants véritables, produits par deux systèmes de courants d'induction, excités à la surface de la terre par nos deux grands luminaires, de la même manière qu'ils le seraient sur le disque de cuivre d'Arago par sa rotation rapide en présence de deux aimants.

L'électro-aimant principal est naturellement celui

Les deux aimants formant, d'après Hansteen, le système magnétique de la terre.

qui est entretenu par le mouvement du soleil. Mais, quoique moins énergique, celui qui provient de la rotation de la lune n'est pas à beaucoup près aussi faible qu'on pourrait le supposer a priori.

Quoique la masse de la lune soit 2 600 000 fois plus petite que celle du soleil, et que sa vitesse de révolution soit 25 fois moindre, notre satellite est 452 fois plus rapproché, de sorte que son action magnétique, rendue 6 à 7 millions de fois plus énergique, ne disparait pas noyée comme sa lumière dans celle qui rayonne de ce corps prodigieux.

L'électro-aimant principal, d'origine solaire, a son pôle boréal dans la partie glacée de l'Amérique septentrionale, où le capitaine Franklin a trouvé la mort. Son pôle austral est au sud de la Tasmanie, dans des régions que l'on n'a pu encore déterminer avec précision.

L'électro-aimant secondaire a son pôle boréal beaucoup plus voisin de nous, et qui est assez voisin du lac Baïkal. Son pôle austral est quelque part au sud du cap Horn.

Les deux pôles magnétiques de l'hémisphère austral paraissent beaucoup plus voisins l'un et Tautre du pôle antarctique de rotation et plus rapprochés l'un de l'autre, de sorte qu'il est beaucoup plus difficile de démêler leurs effets.

Leurs révolutions à la surface de la terre semblent aussi plus rapides, de sorte que l'histoire magnétique du pôle austral est singulièrement compliquée. C'est donc là que gît en réalité le nœud de la théorie qui préoccupe de plus en plus les savants.

Chacun des quatre pôles possède une période spéciale de rotation, et ces quatre périodes paraissent être représentées par un nombre d'années multiple exact de 452.

Le pôle du cap Horn exécute sa rotation en deux périodes de 452 ans ; le pôle du cap de Bonne-Espérance, en trois périodes pareilles; le pôle de Sibérie, dont nous sentons de première main toutes les évolutions, en quatre ; et le pôle d'Amérique, en dix ou 4520 ans.

Peut-on ne point ajouter que le nombre 452 luimême joue un rôle singulier dans l'astronomie? En effet, le diamètre du soleil

est égal à 452 diamètres

Système de courants d'induction parcourant la surface de la terre. Les traits pleins indiquent ceux qui sont produits par le mouvement de la terre, et les traits ponctués ceux qui proviennent du mouvement de la lune.

lunaires, et comme nous

le faisions remarquer plus

haut la distance du soleil est 452 fois plus grande

que celle de la lune

On comprend Tinlérét qui s'attacherait à des observations précises, permettant de voir si les rapports d'intensité sont bien ceux qu'indiquent les théories précédentes, si ces variations lentes sont en rapport avec celles que l'on constate lorsque l'arrivée de nos deux grands luminaires au-dessus de l'horizon produit les deux marées magnétiques quotidiennes.

La comparaison des intensités, puisque l'on connaît

les vitesses et les masses, donnera une vérification merveilleuse des calculs astronomiques, et les rattachera par une chaîne indissoluble aux expériences des physiciens. La science du magnétisme se servira de la terre comme d'un vrai tremplin, pour tirer parti des grands mouvements réguliers de la nature dans la théorie des phénomènes quotidiens de notre vie. Les explications que le matérialisme aveugle va chercher dans les agitations désordonnées des atmosphères hypothétiques des atomes, dans l'organisation de molécules insaisissables, seront fournies d'une façon grandiose et simple par la succession des nuits et des jours, des années et des siècles. Elle-même, l'attraction cessera peut-être à son tour de trôner au-dessus de toutes les lois abstraites, majestueusement enveloppée dans un incompréhensible mystère.

Mais ces études, impossibles il y a quelques années, ne peuvent être tentées qu'avec les instruments élégants, sûrs et rapides, que des physiciens français ont mis à la disposition de la science universelle, et que nos navires nationaux permettent désormais de transporter sûrement, sinon aux pôles eux-mêmes, au moins dans leur voisinage immédiat.

Serait-il digne de notre science, que des mains étrangères fussent seules chargées de les employer et que nous demeurions témoins indifférents de leurs efforts sinon de leurs succès? Devons-nous supporter que nos vainqueurs soient seuls à réclamer la place que l'inertie de l'amirauté britannique menace de laisser libre, et que si les Australiens trouvent du concours en Europe, ce ne soit que, dans l'expédition qui doit

quitter le port de Hambourg au mois d'août 1888? Quelque intéressantes que ces questions soient en elles-mêmes, ce n'est pas seulement parce qu'elles rattachent l'astronomie à la physique, et par conséquent le ciel à la terre, qu'elles sont dignes de nous passionner. Ne nous obligent-elles point à en considérer d'autres phénomènes, agissant en quelque sorte d'une façon directe et brutale sur la stabilité des sociétés humaines, liés aux modifications que les saisons paraissent éprouver, et en un mot soulevant les questions les plus importantes dont l'étude puisse être proposée aux savants de la terre?

Peut-on en effet se défendre de l'idée que ces grandes révolutions se rattachent aux déplacements des pôles eux-mêmes, à l'action des volcans et des tremblements de terre, à ces transformations qui ont peut-être bouleversé plusieurs fois et rendu méconnaissable la physionomie de la planète que nous habitons? C'est là une question que nous nous sommes déjà faite, et sur laquelle nous insisterons, sous une forme différente, un peu plus bas.