FIGURE DE LA TERRE

Tout plan passant par Taxe des pôles dessine, par son intersection avec la surface du globe, un méridien. Le plan mené par le centre de la terre, perpendiculairement à l'axe, coupe le sphéroïde suivant Yéqualeur^ courbe dont tous les points sont à 90 degrés de distance angulaire des pôles. Enfin chaque point de la surface, dans le mouvement de rotation diurne, décrit parallèlement au plan de l'équateur un cercle dit parallèle.

Si la terre était une sphère parfaite, les méridiens et Téquateur seraient des grands cercles égaux, et tous les points situés sur un même plan parallèle à l'équateur décriraient le même petit cercle. Chaque point du globe serait défini par sa longitude y c'est-à-dire par Tangle, mesuré sur l'équateur, de son méridien avec un méridien initial, et par sa latitude^ autrement dit l'arc intercepté sur le méridien, à partir de l'équateur, par le parallèle du point considéré. On pourrait d'ailleurs prendre, pour mesure de cette latitude, l'angle des rayons terrestres aboutissant aux deux extrémités de Tare, et ces rayons ne seraient autres que les verticales^ ou lignes du fîl à plomb, relatives aux extrémités en question.

Mais, d'une part, le sphéroïde terrestre est aplati aux pôles, et, de l'autre, sa surface présente des inégalités qui font que chaque méridien est une ligne irrégulière, renflée à la rencontre des protubérances continentales, tandis qu'elle est déprimée sous les océans. Dès lors, pour qu'un point soit défini, il faut connaître son altitude^ positive pour la terre ferme, négative pour le fond des mers, c'est-à-dire la distance à laquelle ce point se trouve de la surface idéale qui définit la figure du globe.

Pour déterminer cette surface idéale de comparaison, on est convenu de considérer comme figure propre du sphéroïde celle qui correspondrait à la surface libre des mers, si cette dernière était partout prolongée sous les continents, ce qu'on cherche à réaliser par les opérations de nivellement. En vertu de la mobilité des particules liquides, la surface libre de la mer, sollicitée à la fois par la pesanteur et par la force centrifuge due à la rotation diurne, doit théoriquement aflecter une figure d'équilibre, celle d'un ellipsoïde de révolution, engendré par la rotation, autour de l'axe, d'une ellipse méridienne invariable. Dès lors les verticales deviennent les normales à l'ellipse, et la mesure de deux arcs elliptiques, limités par des verticales faisant entre elles un angle d'un degré, ces arcs étant choisis l'un près de l'équateur, l'autre près d'un pôle, suffit pour déterminer géométriquement la forme de la courbe. Du même coup, cette connaissance permet d'éva-

luer la longueur de Fellipse méridienne à Taide d'une unité convenue. La forme elliptique trouve son expression complète dans ce qu'on appelle V aplatissement, c'est-à-dire dans le rapport de la différence des deux axes au plus grand d'entre eux.

En 1799, les opérations géodésiques exécutées en vue de l'établissement du système métrique avaient conduit Delambre et Méchain à adopter, pour la valeur de l'aplatissement, le chiffre de tÎt , ce qui, combiné avec les dimensions des arcs mesurés, assignait à l'ellipse méridienne une longueur de 20 522 960 toises. On en prit la quarante-millionième partie, et cette fraction, matériellement exprimée par un étalon en platine déposé aux Archives, est devenue le mètre.

Ultérieurement, de nouvelles mesures ont fait voir que la valeur admise pour l'aplatissement était trop faible, et que ce dernier devait être compris entre rh- et jfô- De plus, on a dû reconnaître que les différentes mesures d'arc ne donnaient pas des résultats identiques, de telle sorte qu'il n'y avait pas, à proprement parler, d'ellipse méridienne unique.

On aurait pu d'ailleurs le prévoir a priori. En effet, pour que la surface des mers affectât la forme d'un ellipsoïde de révolution défini, il faudrait que l'océan eût partout la même densité, et que son niveau, uniquement déterminé par la combinaison de la pesanteur avec la force centrifuge due à la rotation diurne, ne fût influencé ni par les vents, ni par les courants, ni par les varia* tions météorologiques. A la vérité, ces diverses causes n'altèrent la forme du sphéroïde que dans une très faible mesure. Mais il n'en est pas de même des influences dues à l'attraction. La théorie indique que la surface des mers ne peut manquer d'être déformée par le voisinage des masses continentales, dont l'attraction se fait sentir pour son compte, indépendamment de l'action totale du globe. Il s'ensuit que la verticale est déviée, en même temps que la surface des eaux tranquilles ou horizontale s'écarte de la position qu'elle aurait prise sans cette perturbation. C'est donc un ellipsoïde modifié en chaque point par la terre ferme, ou géoïde^ qui doit exprimer la figure de la nappe océanique. Or la détermination précise de ce géoïde réclame, entre autres choses, la connaissance de l'intensité de la pesanteur, donnée difficile à mesurer et éprouvant, d'un point à un autre, des variations dont la cause est encore très mystérieuse.

Heureusement les inégalités que provoquent ces causes de déformation n'ont pas l'importance qu'on leur avait tout d'abord attri-

buée. Il est aujourd'hui démontré * qu'en aucun point le géoïde ne doit s'écarter de l'ellipsoïde théorique de plus de 200 mètres. En particulier pour ce qui concerne l'Europe, le niveau de la mer y est partout sensiblement uniforme, et les variations qu'il peut offrir sur nos côtes sont à peu près du même ordre que les erreurs inévitables des nivellements. En fait, on peut admettre que la figure du globe est exprimée, avec une approximation suffisante, par un ellipsoïde de révolution, dont le demi-axe équatorial aurait 6378284 mètres, le demi-axe polaire étant de 6 356 607, et le demi-axe moyen de 6 371 000 mètres. Dans ce cas, la valeur du mètre demeurant pour toujours fixée par l'étalon des Archives, l'ellipse méridienne, au lieu de contenir exactement 40 millions de mètres, en aurait 40 007 860.

Il est à remarquer que même en admettant, pour l'aplatissement terrestre, la plus forte parmi les valeurs proposées, sôit sir, le globe terrestre demeure encore trop voisin d'une sphère pour que la différence soit sensible à l'œil, quelle que soit l'échelle de la représentation.

Valeur du relief terrestre. — Ayant ainsi défini la surface de comparaison à laquelle on doit rapporter les altitudes et les profondeurs, il est intéressant de savoir dans quelle mesure la surface du globe solide s*écarte de celle dont les éléments viennent d'être indiqués.

Plus des îin> de la surface du sphéroïde sont occupés par la mer. Le reste, c'est-à-dire la terre ferme, ne s'élève jamais audessus de l'Océan plus haut que 8840 mètres ' et, en moyenne, l'altitude des continents, supposée uniformément répartie sur toute leur surface, ne dépasse pas sensiblement 700 mètres. Or le rayon terrestre a 6371 kilomètres. Dès lors la plus haute cime ne domine le niveau de la mer que de la sept cent vingtième partie du rayon, et l'altitude moyenne de 700 mètres en représente seulement la neuf millième partie. On est donc fondé à dire que le relief de la terre ferme est insignifiant.

D'un autre côté, il n'existe pas de fosse océanique dont la profondeur, authentiquement mesurée, soit en chiffres ronds supérieure à 9800 mètres '. Ainsi la plus grande différence d'altitude, entre deux points de la surface du globe solide, n'atteint pas 18 kilomètres et demi, soit la trois cent quarante-cinquième partie

4. Cela résulte des travaux mathémathiques de MM. Helmert et Hergesell. — 2. Altitude de la cime culminante de TUimalaya. ^ 3. On a récemment mesuré 9427 mètres dans le Pacifique, devant les lies Tonga.

du rayon. A la vérité la profondeur moyenne des mers se tient aux environs de 4000 mètres, égale par conséquent à cinq ou six fois Taltitude de la terre ferme. Il n'en est pas moins vrai que si^ sur un globe de dix mètres de diamètre, on voulait ménager des cavités représentant à Téchelle les dépressions océaniques, nulle part il ne faudrait donner à ces cavités plus de sept millimètres et demi de creux. Et le même chiffre limiterait à plus forte raison la saillie que devraient faire les rugosités continentales. C'est pourquoi on a raison de dire que les inégalités de Técorce demeurent bien au-dessous de celles que présente la peau d'une orange.

Ainsi d'une part, les montagnes n'ont en aucune façon, relativement aux dimensions du globe, l'importance que nos yeux sont portés à leur attribuer, et, d'autre part, la mer est très loin de constituer ces abîmes que l'imagination se figure si naturellement lorsque, du rivage, on contemple la masse liquide s'étendant à perte de vue II y a mieux; lors même qu'un océan aurait sa partie la plus profonde en son milieu, raccordée aux deux bords par des pentes régulières, la courbe ainsi obtenue ne cesserait pas d'être absolument convexe. En effet, en raison de la courbure du sphéroïde terrestre, un arc égal à la dimension transversale de l'Atlantique comporte une flèche de 1150 kilomètres; c'est-à-dire qu'à supposer le fond de cet océan absolument plan d'une rive à l'autre, l'épaisseur de la nappe liquide en son milieu serait cent cinquante fois plus grande que le maximum de profondeur réellement observé. Une mer de cinq degrés d'amplitude comporte une flèche de 6 kilomètres. Même les mers de Soulou, de Célèbes et de Banda ne réalisent pas ces conditions. Seuls quelques détroits, comme le Pas-de-Calais, ou certaines fosses linéaires exceptionnellement profondes, ont un profil concave. Partout ailleurs, le profil d'ensemble du fond des mers est une courbe convexe, mais dont le rayon de courbure est supérieur à celui de la surface libre.

En résumé, la mer se borne à occuper les parties déprimées d'une surface extrêmement peu différente de celle d'un sphéroïde parfait; et il suffirait que le volume de la masse liquide fût augmenté d'un sixième, pour que la terre ferme presque tout entière cessât d'exister. Malgré l'énorme importance qu'elle revêt à nos regards, la nappe océanique n'est guère qu'une pellicule, servant à marquer les creux, ou, en d'autres termes, à mettre en évidence les principales inégalités d'une surface qui, sans cela, vue de loin, laisserait l'impr^sion d'une régularité presque absolue.

En chiffres rond«, on peut évaluer la superficie du globe à

510 millions de kilomètres carrés, dont 14o pour la terre ferme et 365 pour les mers. Cette répartition est calculée dans l'hypothèse où le pôle antarctique formerait le centre d'une grande île d'environ 10 millions de kilomètres carrés, et dont il semble que quelques rivages se laissent entrevoir par endroits à travers la banquise qui rend ces parages presque inabordables. Avec une altitude moyenne de 700 mètres, le volume des terres situées au-dessus du niveau de la mer représenterait en gros cent millions de kilomètres cubeSy tandis que, suivant qu'on adopte 4000 ou 3600 mètres pour la profondeur moyenne des mers, on assigne à la masse océanique un volume égal à quinze ou treize fois celui des continents.

Ces deux volumes réunis ne représentent que la six cent soixante-quinzième partie du volume total de notre sphéroïde. C'est donc avec raison qu'on emploie l'expression d'écorce ten^estre pour désigner tout ce qui est accessible à l'observation ; car en dehors de toute idée théorique sur la constitution interne de notre planète, c'est bien une ^corce, voire une pellicule^ que cette partie extérieure qui nous occupe, et au-dessous de laquelle on peut dire qu'aucune investigation directe n'a encore pénétré, puisque le forage le plus profond, sur la terre ferme, n'a pas sensiblement dépassé 2000 mètres.

Gela posé, la faible valeur des inégalités terrestres, jointe à la régularité du sphéroïde, entraîne une conséquence très importante, qu'il est bon de mettre ici en lumière. Puisque la figure de l'écorce solide diffère à peine de celle d'un géoïde, lui-même presque identique avec un ellipsoïde de révolution, cela veut dire que cette écorce affecte, à peu de chose près, une forme d'équilibre^ privilège réservé aux matières douées de fluidité, ou tout au moins pourvues d'une grande élasticité.

Il y a plus ; la valeur de l'aplatissement terrestre est justement celle que le calcul assigne à un globe qui aurait la densité moyenne de la terre (S, 5) et dont les éléments seraient assez mobiles pour obéir à la force contrifuge engendrée par le mouvement diurne. De là découle cette conclusion, que la terre a dû, selon toute probabilité, traverser un état initial de fluidité, évidemment déterminé par la chaleur; qu'au début la surface de Fécorce a été ellipsoïdale, et que les inégalités dont elle est aujourd'hui affectée doivent provenir d'une déformation progressive, causée par le refroidissement de notre planète. Sans insister davantage sur ces considéi^ations théoriques, qu'il nous a paru

bon de signaler parce qu'elles semblent résulter immédiatement de l'observation, poursuivons Texamen des formes générales de récorce.

Répartition du relief. Notion des lignes de partage. — Après avoir constaté combien est faible, suivant la verticale, le contraste mutuel des deux parties, maritime et continentale, de la surface terrestre, il convient de rechercher si du moins ces deux domaines n'auraient pas chacun leur constitution propre, suffisante pour établir entre eux une démarcation tranchée. Il en serait ainsi, par exemple, si d'un côté tous les océans se présentaient à nous comme d'immenses cnvettes, s'approfondissant depuis les bords jusqu'au centre, et si, d'autre part, les continents affectaient la forme de dômes surbaissés, plongeant de tous côtés vers les mers qui les baignent.

Telle n'est pas à beaucoup près l'impression qu'on ressent à la vue des cartes, à la fois hypsométriques et bathy métriques^ où le relief du sol ainsi que la profondeur des mers sont figurés par des courbes de niveau, en même temps que des teintes graduées accentuent les zones d'égal relief moyen *.

Ce qui frappe au premier abord, surtout si l'échelle des cartes est un peu considérable, c'est l'extrême complication des courbes d'altitude, le morcellement pour ainsi dire infini des zones hypsométriques, les profondes échancrures dont elles sont accidentées, suivant un dessin qui semble échapper à toute définition générale. Mais cette impression se modifie singulièrement si, au lieu de suivre minutieusement chaque courbe, on s'applique à se former une vue d'ensemble, en faisant abstraction des circonstances de second ordre. Ainsi celui qui veut comprendre les lignes essentielles d'un paysage cligne des yeux pour ne percevoir que les ensembles. Ainsi encore le peintre qui veut représenter un arbre, et à qui un premier regard n'a montré qu'un enchevêtrement confus de feuilles et de rameaux minuscules, s'étudie à y discerner des masses, à la juste expression desquelles il devra subordonner la reproduction des menus détails.

En appliquant ce procédé à la lecture des cartes hypsométriques, on s'habitue bien vite à simplifier les contours des courbes, pour

1. Au nombre de ces cartes, nous mentionnerons spécialement : la carte générale (Weltkarie mit Meerestiefen und Hôhenschichten)^ publiée en 1893 par Tamirauté allemande; la carte n** i {Hôhen und Tiefen) de TAtlas physique de Berghaus (section Géologie); la carte n" 10 (Seetiefen) du môme atlas (section Hydrographie); les cartes générales des atlas Schrader et Prudent, Vidal-Lablache, etc. Nous avons d'ailleurs essayé d'en donner une rédaction dans la Planche jointe à cet ouvrage.