James CROLL, op. cit

2. On the Distribution of Temperatures in the North Atlantic. An Address delivered to the Meteorological Society of Scotland at the General Meeting of the Society, July oth, 1871, by professor Wyville THomson.

LE GULF-STREAM. 319 Herschel, dans une lettre excellente et pleine de réserve, adressée par lui au D" Carpenter, lettre qu'il m'est permis de citer tout au long, puisqu'elle a été déjà imprimée, et qui présente un intérêt tout particulier, car elle est une des dernières de sir John Herschel ayant trait à un sujet scientifique :

Collingwood, ce 9 avril 1871.

Mille remerciments pour votre travail sur le courant de Gibraltar et sur le Gulf-stream. Après avoir réfléchi sur tout ce que vous avancez, je pense que la logique des choses, expérience journalière des appareils à eau chaude de nos serres, nous forcent à admettre qu'une circulation océanique spéciale doit résulter de la chaleur, du froid et de l’évaporation, comme causes efficientes ; vous avez fait ressortir la puissance d'action du froid polaire, ou plutôt l'éntensité d'action du froid polaire, car son effet maximum se produit sur un espace bien plus restreint que celui sur lequel agit le maximum de la chaleur tropicale.

De mème, l’action des vents alizés et contre-alizés ne peut être nice; la question des courants océaniques devra donc être étudiée dorénavant à ce double point de vue. Les courants produits par les vents sont de beaucoup les plus accessibles aux recherches, parce que toutes les causes qui les produisent se trouvent à la surface et qu'aucun de ces agents ne peut échapper à l’investigation : la configuration des côtes, qui est une cause déterminante de leur direction, est chose visible. Il n’en est pas de même des autres courants : ils ont lieu dans les profondeurs de l'Océan, et leur marche, leur direction, leurs points de jonction, dépendent de la configuration du fond de la mer, dont il faudrait reconnaître la surface entière par la méthode, fort insuffisante, du sondage.

Je vous félicite d’avoir réussi à vous procurer des échantillons de l’eau de la Méditerranée pris à l'emplacement de la source présumée d’eau salée de Smyth et de Wollaston; ces expériences prouveront que leur opinion est due à la substitution d’une bouteille à une autre, ou bien à l’évaporation du liquide. Je n'ai jamais eu grande confiance en cette théorie.

Voilà done qu'après tout il existe un courant sous-marin qui sort du détroit de Gibraltar !

Je vous réitère mes remerciments pour cet intéressant mémoire, et vous prie de me croire, mon cher monsieur,

Tout à vous, J. F. W. Herscuen !.

|. Nature, vol. IN, p. 74.

La seconde théorie, soutenue par le D' Petermann (de Gotha) et par la plupart des savants versés dans la géographie physique, en Allemagne et dans l'Europe du Nord, et fortement appuyée par sir John Herschel dans ses E'squisses de géographie physique publiées en 1846, attribue la presque totalité des phénomènes appréciables de la distribution de la chaleur dans l'Atlantique du Nord au Gulf-stream et aux contre-courants arctiques, qui sont entrainés vers le sud par le déplace— ment des eaux tropicales que le Gulf-stream emporte vers les régions polaires. Dès que l’on admet, ne füt-ce que pour un instant, que ce soit presque exclusivement au Gulf-stream qu'il faut attribuer les singuliers avantages de climat que les côtes orientales de l'Atlantique du Nord possèdent, à l’exclusion des côtes occidentales, il est certain que le point de départ de ce grand courant, son étendue, sa direction, la nature et la somme de son influence, deviennent des questions du plus haut intérêt. Avant de les approfondir pourtant, il sera bon de bien définir ce qu'on entend ici par Gulf-stream, car sur ce point même il y a eu beaucoup de malentendus.

Par Gulf-stream j'entends désigner cette masse d’eau chaude qui, sortant du détroit de la Floride, s’élance à travers VPAtlantique du Nord, et aussi un courant chaud plus large, mais moins distinet, qui fait évidemment partie du même cours d’eau, et qui, à l’est des Indes occidentales, décrit une courbe vers ie nord. Je n'hésite pas à considérer ce courant comme un simple affluent du courant équatoriat, grossi sans aucun doute pendant son trajet au nord-est par le courant de surface dù aux vents alizés, qui suit à peu près la même direction.

La marche et les limites du Gulf-stream seront mieux comprises, si nous étudions d’abord son origine et ses causes. Divisés, comme chacun le sait, en deux bandes, l’une au nord, l’autre au sud de l'équateur, et poussés dans une direction méridionale par le frottement que produit le mouvement oriental de rotation de la terre, les vents alizés du nord-est

et du sud-est chassent devant eux un magnifique courant

chaud de surface de 4000 milles de longueur sur 450 milles de largeur, avec une vitesse moyenne de 30 milles par jour. Sur les côtes d'Afrique, près de son point de départ, au sud des iles Saint-Thomas et Anna-Bon, ce courant équatorial a une vitesse de 40 milles par vingt-quatre heures, et une température de 23° C.

Augmentant sans cesse de volume, et s'étendant de plus en plus de chaque côté de l’équateur, il coule rapidement à l’ouest, dans la direction de Amérique du Sud. Au cap Saint-Roch, le point le plus oriental de l'Amérique du Sud, le courant équatorial se divise en deux : l’une de ses branches se précipite vers le sud, où elle fait dévier les lignes isothermes de 21°, 15°,5, 10°et 4°,5 C., et les transforme en courbes sur nos cartes, pour le plus grand bien-étre des habitants des iles Falkland et du cap Horn. La partie septentrionale du courant, suivant la côte nord-est de l'Amérique du Sud, accroit constamment sa température sous l'influence du soleil des tropiques. La il acquiert une vitesse de 68 milles par vingt-quatre heures, et sa réunion aux eaux de la rivière des Amazones la porte à 100 milles (6,5 pieds par seconde), mais elle décroit de nouveau en entrant dans la mer des Caraïbes. Il traverse ensuite lentement cette mer dans toute sa longueur, entre dans le golfe du Mexique par le détroit de Yucatan, où une partie s'en détache et entoure immédiatement l'ile de Cuba. Le courant prin— cipal, « après avoir fait le tour du golfe du Mexique, traverse le détroit de la Floride, d’où il sort Gulf-stream, majestueux courant de plus de 50 milles de large et de 2200 pieds de profondeur, avec une vitesse moyenne de 4 milles à l’heure et une température de 30° C.'. » En sortant du détroit, l'eau chaude incline au nord-est, à cause de sa grande vitesse initiale. M. Croll? a calculé que le Gulf-stream est égal à un cours d’eau

1. Physical Geography. From the Encyclopedia Britannica. By sir John F. W. HERSCHEL, Bart., K. H. P. Edinburgh, 1861, p. 49.

2. On Ocean Currents. By James CROLL, of the Geological Survey of Scotland. Part f. Ocean Currents in relation to the Distribution of Heat over the Globe. (Philosophical

Magazine, February, 1870.)

de 50 milles de largeur et de 1000 pieds de profondeur, coulant à raison de 4 milles à Uheure, transportant, conséquem— ment, 5.575 680 000 000 pieds cubes d’eau par heure, ou 133 816 320 000 000 pieds cubes d’eau par jour. Cette masse liquide a une température moyenne de 18°C. en sortant du golfe, mais son trajet vers le nord la fait tomber à 4,5; la perte de chaleur est done de 13°,5 C. La somme totale de chaleur transportée chaque jour des régions équatoriales s'élève à quelque chose comme 154 959 300 000 000 000 000 calories .

Cette quantité est presque égale à la totalité de la chaleur que les régions arctiques reçoivent du soleil; en la réduisant de moitié pour éviter toute possibilité d’exagération, elle est encore égale à un cinquième de la somme de chaleur répandue par le soleil sur l’espace entier de l’Atlantique du Nord. Le Gulf-stream sortant du détroit de la Floride et se répandant dans l’Océan en se dirigeant vers le nord est probablement le plus magnifique phénomène naturel qui existe à la surface du globe. Ses eaux ont la transparence du cristal; elles sont d’un bleu intense, et longtemps encore, après avoir pénétré dans la haute mer, elles s'en distinguent facilement par leur chaleur, leur teinte et leur limpidité : les bords du courant se dessinent d'une manière si tranchée, qu'il pourrait arriver à un vaisseau d'avoir sa proue dans ce beau courant bleu, pendant que sa poupe se trouverait encore dans les eaux ordinaires de l'Océan.

L'ouvrage du capitaine Maury, auquel nous avons déjà fait allusion, parle des puissances dynamiques du Gulf-stream avec un étonnement que nous ne pouvons nous empêcher de trouver un peu déplacé, comme s’il y avait la plus petite raison pour douter qu'il ne doive son origine aux vents alizés”. Mettant de côté la question plus générale de la possibilité d'une circulation océanique provoquée par la chaleur, par le

|. La calorie (foot pounds) est la quantité de chaleur que doit recevom une livre

d’eau pour élever sa température à 1° Fahrenheit. 2. HERSCHEL, op. cit., p. 91.

LE GULF-STREAM. 929 froid et par l’évaporation, je crois que le capitaine Maury et le D' Carpenter sont les deux seules autorités qui, dans ces dernieres années, aient discuté la source de ce courant visible et qui peut se jauger et se mesurer a sa sortie du détroit de la Floride ; car il serait puéril de rappeler les premières conjectures auxquelles il a donné lieu : on le supposait provenir du Mississippi, ou engendré par l'écoulement d’une masse d’eau amoncelée dans la mer des Caraïbes par l’action des vents alizés.

Le capitaine Maury écrit ' que «les forces qui donnent naissance au Gulf-stream sont le fait de la différence de pesanteur spécifique qui existe entre les eaux intertropicales et les eaux polaires ». La puissance dynamique dont le Gulf-stream est l'expression peut, avee autant de raison, être supposée exister dans ces eaux septentrionales que dans les mers des Indes occidentales, puisque, d’un côté, nous avons la mer des Caraïbes et le golfe du Mexique fortement salés; de l’autre, le grand bassin polaire, la Baltique et la mer du Nord, dont les eaux sont à peine saumatres. L'eau est pesante dans les premiers de ces bassins; dans les autres, elle est légère. L’Océan s'étend entre eux, mais l’eau cherchant et conservant son niveau, nous découvrons là un des agents donnant naissance au Gulf-stream. Quelle est la puissance de cette cause? Est-elle supérieure à celle des autres agents? et de combien l’est-elle? Nous ne saurions répondre à cette question, mais nous savons que c’est la un des agents principaux. De plus, quelles que soient nos conjectures au sujet des forces employées à réunir dans la mer des Caraïbes toutes ces eaux qui ont chargé de vapeurs les vents alizés, et à les transporter à travers l'Atlantique, nous sommes forcés de reconnaitre que le sel abandonné sous les tropiques par l’évaporation due aux vents alizés doit être ramené de ces régions, et mélangé dans la proportion voulue à l’eau des autres mers, y compris la Baltique et l’océan Arctique : ce sont

|. Maury’s Physical Geography of the Sea. (Op. cit.)

là, en partie du moins, les eaux que nous voyons courir dans le Gulf-stream. Ce transport est probablement un des emplois qui lui ont été assignés dans l’économie de l'Océan; mais le lieu où résident les forces qui ont mis en mouvement le Gulfstream et qui l'y maintiennent, les amateurs de théories peuvent le placer avec une raison tout aussi philosophique d’un côté de l'Océan ou de l’autre. Les eaux pénètrent dans la mer du Nord et dans l’océan Arctique en vertu de leur pesanteur spécifique, et l’eau de ces parages, pour la remplacer, et en vertu aussi de sa pesanteur spécifique, revient en contre— courant dans le golfe. La puissance dynamique que produit le Gulf-stream peut done être supposée résider dans les eaux polaires aussi bien que dans les eaux intertropicales de l’Atlantique. |

Suivant cette théorie, l’eau des tropiques pénétrerait, à cause de son plus grand poids, vers les pôles, pendant que les eaux polaires, en vertu de leur poids moindre, se dirigeraient vers le sud et viendraient les remplacer. Le résultat serait done un système de courants sous-marins chauds et de courants froids de surface; c’est la ce qui n'a pas lieu dans la réalité. Je ne cite ce passage que comme une curieuse justification de cet adage que, dans la plupart des questions, on peut trouver beaucoup d'arguments pour el contre.

Nous avons déjà examiné la théorie soutenue récemment par le D' Carpenter, d’une circulation océanique générale, et il ne me reste qu'à indiquer ici quels sont les rapports de cette doctrine avec notre manière d'expliquer l'origine du Gulfstream; ses rapports au sujet de l'étendue et de la distribution du courant seront étudiés plus tard. Ainsi que cela a été déjà dit, le D' Carpenter attribue tous les grands mouvements de l'Océan à une circulation générale dont il considère le Gulfstream comme un cas particulier. Dans Je passage déjà cité (page 312) de son discours prononcé à l’Institution Royale, le D' Carpenter déclare que « le Gulf-stream constitue un cas spécial modifié par des conditions locales, d’un grand mouvement

général des eaux équatoriales vers les espaces polaires ». Je suis forcé d'avouer une manière de voir totalement différente. Le Gulf-stream me parait être [unique phénomène physique sur la surface du globe dont l’origine et la cause principale, les courants dus aux vents alizés, se découvrent facilement et clairement.

Le trajet et l'extension du Gulf-stream dans l'Atlantique du Nord, dans leurs rapports avec les climats, ont été pourtant une source fertile de discussions. La première partie de son “trajet, à sa sortie du détroit, est très-visible, l’eau conservant longtemps une teinte et une température toutes différentes de celles de l'Océan. D'ailleurs, un courant capable d’avoir une influence marquée sur la navigation, et roulant des eaux si dissemblables à celles qu'il traverse, doit être reconnaissable sur une grande étendue. « Étroit à son origine, il coule autour de la péninsule de la Floride, et avee une vitesse de 70 à 80 milles il suit la côte dans une direction septentrionale d’abord, et tourne ensuite au nord-est. Il quitte définitivement les côtes de l'Amérique du Nord à la latitude de Washington, et conserve sa direction vers le nord-est; puis, au sud des bancs de Terre- Neuve et de Saint-George, ses eaux s'étendent de plus en plus sur la surface de l'océan Atlantique jusqu'aux Açores. La une partie retourne au sud-est, vers la côte d'Afrique. Tant que ses eaux sont réunies, le long de la côte américaine, le Gulfstream conserve une température de 26°,6 C. ; et même, sous cette latitude septentrionale de 36°, Sabine trouva 23°,3 C. au commencement de décembre, pendant que l’eau de la mer, en dehors du courant, n’était qu'à 16°,9 C. Suivant Humboldt, sous la latitude septentrionale de 40° à 41°, l’eau du courant est à 22°,5 C., et celle qui n’en fait pas partie à 17°,4 C.'.»

La portion du Gulf-stream qui coule sur les côtes de l’Amérique du Nord a été soigneusement étudiée par les officiers des États-Unis, sous les ordres du professeur Bache d’abord,

|. Professor Burr, op. cit., p. 199.

et en dernier lieu sous ceux de Vhabile directeur actuel du Bureau hydrographique, le professeur Pierce. En 1860, M. Bache publia un compte rendu des résultats obtenus”. Quatorze sec— tions du Gulf-stream, à environ 100 milles de distance les unes des autres, avaient été soigneusement étudiées ; la première presque dans le golfe du Mexique, de Fortingas à Havana, et la dernière à la hauteur du cap Cod, par 41° de latit. N., la où le courant perd son parallélisme avec la côte américaine et se précipite vers l’est. Ces sections mettent en évidence les phénomènes principaux de la première partie du trajet de ce merveilleux courant, que le professeur Bache appelle avec juste raison « le grand trait hydrographique des Ktats- Unis ».

A la hauteur de Fortingas, passant le long de la côte cubaine, le courant est ininterrompu et sa vitesse faible; sa température est, à la surface, d’environ 26°,7 C. A sa sortie du détroit de Bemini, la forme des côtes force le courant à se diriger vers le nord; un peu au nord du détroit, sa vitesse est de 3 à 5 milles à l'heure; son épaisseur n’est que de 325 brasses. La température de la surface est d'environ 26°,5 C., et celle du fond de 4°,5 C. Ainsi done, à la profondeur très-modérée de 325 brasses, le courant équatorial, à la surface, et le courant polaire sous-marin, ont assez d'espace pour se croiser; celui du nord se tempère évidemment beaucoup par le mélange. Au nord de l'entrée de Mosquito, le courant se précipite au nord-est, et à la hauteur de Saint-Augustin il a une direction sensible vers l’est. Entre Saint-Augustin et le cap Hatteras, le courant et la côte ne divergent que de bien peu, ne faisant que 5° vers l’est dans 5° vers le nord. A Hatteras, il décrit une seconde courbe vers le nord, puis se précipite à l’est. A la latitude du cap Charles, il tourne complétement à l’est, avec une vitesse d’un mille à un mille et demi à l’heure.

1. Lecture on the Gulf-stream, prepared at the request of the American Association for the Advancement of Science, by A. D. BACHE, Superintendent U. S. Coast Survey. (From the American Journal of Science and Arts, vol. XXX, November 1860.)

Une courte description d’une des sections donnera mieux que toute autre chose une idée des phénomènes généraux du courant sur les côtes de l'Amérique. Je choisis celle qui suit une ligne droite s'étendant de la cote à la hauteur de Sandy-Hook. A partir du rivage, pendant une distance d'environ 250 milles, la température de la surface s'élève graduellement de 21° à 24° C.; à 10 brasses, elle s'élève de 19° à 22°, et à 20 brasses elle se maintient, avec quelques irrégularités, à une température de 19°, pendant qu'à 100, 200, 500 et 400 brasses, on constate les températures de 8°,8, 5°,7, 4°,5 et 2°,5 C. C’est donc par de l’eau froide que cet espace est occupé, et l’observation a suffisamment démontré que cet abaissement de température est produit par un embranchement du courant du Labrador, qui coule lentement le long de la côte, dans la direction contraire à celle du Gulf-stream. Arrivé au détroit de la Floride, ce courant froid se divise : une partie passe, sous l’eau chaude du Gulf-stream, dans le golfe du Mexique; l’autre coule autour de l'extrémité occidentale de Cuba. A 240 milles de la cote, toute la masse d’eau s'élève soudain de 10°C., sur une largeur de 25 milles, élévation de température qui se fait sentir presque également à toutes les profondeurs, et qui produit le singulier phénomène de deux masses qui se côtoient sur le même niveau, dont l’une chemine lentement vers le sud, l’autre plus rapidement vers le nord, avec des températures totalement différentes. Cette ligne de contact du courant froid avec le courant chaud est si tranchée, qu'elle a été désignée avec beaucoup d’a—propos, par le lieutenant Bache, sous le nom de muraille froide. Dépassant cette muraille froide, nous arrivons au Gulf-stream, qui présente tous ses caractères particuliers de coloration, de limpidité et de température. Dans la section que nous avons choisie pour exemple, pendant plus de 300 milles, la température de la surface est d’environ 26°,5 C., mais la chaleur n’est pas égale dans toute la largeur du cou— rant et dans toute sa longueur; loin vers le sud, au niveau du cap Canaveral, le courant est divisé en bandes longitudi-

nales formées d’une eau plus ou moins chaude. A la hauteur de Sandy-Hook, au delà de la muraille froide, le courant s'élève à un maximum de 27°,8 C., et cette zone chaude a une étendue de 60 milles environ. Plus loin, la température tombe au minimum de 26°,5, qu’elle conserve pendant à peu près 30 milles; puis survient une seconde zone à 27°,4 C., qui se trouve dans l'axe même du Gulf-stream, et qui a environ 170 milles de largeur. Elle est suivie d’une seconde bande à 25°,5 C., et celle-ci d’une troisième, après laquelle les zones cessent d’être distinctes. Ce qui est fort curieux, c’est que les bandes à tempé— rature minima correspondent à des dépressions du fond semblables à des vallées qui suivent successivement les contours des côtes, et qui reçoivent de profondes ramifications des courants arctiques.

La dernière des sections étudiées par les hydrographes américains s’étend dans la direction du sud-est, depuis le cap Cod, 41° de latit. N., et suit le Gulf-stream, qui, toujours divisé en zones de température inégale, s’étend directement à l’est à travers l’Atlantique; sa rapidité est cependant devenue moins considérable, et l’aide du thermomètre devient nécessaire pour suivre ses limites.

Au delà de ce point, le trajet du Gulf-stream a été l’objet de grandes discussions. J’emprunte à M. Buff ce qui peut être considéré comme la théorie la plus généralement adoptée par les physiciens géographes :

« Une grande masse d’eau chaude est transportée en partie par son mouvement propre, mais surtout par les vents régnants de l’ouest et du nord-ouest, vers les côtes d'Europe et même au delà du Spitzberg et de la Nouvelle-Zemble; e’est ainsi qu'une partie de la chaleur du sud pénètre au loin dans l'océan Arctique. Aussi sur les côtes septentrionales du vieux continent trouve-t-on des bois provenant des régions méridionales, qui ont flotté jusque-là : c’est la raison pour laquelle ce céoté-ci de l'océan Aretique demeure libre de glaces jusqu’au 80° de latitude pendant une grande partie de l’année, tandis que sur

LE GULE-STREAM. 329

la cote opposée (celle du Groenland), la glace ne fond pas entièrement, même en été. »

Ainsi done, les deux forces citées par le professeur Buff pour accomplir ce travail sont le vis à ¢ergo du courant formé par les vents alizés, et la puissance d’impulsion directe des vents contre—alizés, qui produisent ce qu’on appelle le courant des contre-alizés : ces idées sont les mêmes que celles soutenues ici. Dans l’état actuel de nos connaissances, il est impossible de déterminer la proportion dans laquelle ces deux forces agissent.

M. G. Findlay, dont l'autorité en matière d’hydrographie est incontestable, a lu devant la Société royale de géographie un travail sur le Gulf-stream, publié dans le XII volume des Actes de la Société. M. Findlay, tout en admettant que la température du nord-est de l'Europe est adoucie d’une manière anormale par l’action d’un courant de surface chaud, combat l’idée que le Gulf-stream même, e’est-à-dire le courant poussé par les vents alizés, né pour ainsi dire dans l'Atlantique, dans les détroits qui avoisinent la Floride, se disperse et se perd à la hauteur des banes de Terre-Neuve, par environ 45° de latit. N. Les eaux chaudes des parties méridionales du bassin de l'Atlantique du Nord sont portées plus loin encore, dans une direction septentrionale ; mais M. Findlay attribue ce mouvement uniquement aux vents contre-alizés, vents du sud-ouest, qui par leur persistance maintiennent à la couche supérieure des eaux la direction du nord-est.

Le D* Carpenter croit positivement que la dispersion des eaux du Gulf-stream peut être considérée comme un fait accompli à 45° de latit. N. environ et 35° de longit. O. Il admet l'exactitude de la projection des isothermes sur les cartes de Berghaus, Dove, Petermann et Keith Johnston; il pense aussi que la douceur anormale du climat des côtes du nordouest de l’Europe est due à un mouvement des eaux équatoriales dans la direction du nord-ouest, « Ce que je mets en question, dit-il, e’est la justesse de la doctrine qui veut que

le courant nord-est soit un prolongement du Gulf-stream, chassé en avant par l'impulsion des vents alizés, doctrine qui (à mon grand étonnement) est adoptée et défendue par mon collègue le professeur Wyville Thomson. Bien que ces autorités rapportent la totalité ou la presque totalité de ce courant au Gulf-stream même, j'ai la conviction que la plus grande partie, si ce n’est la totalité de celui qui côtoie nos plages de l’ouest et passe au nord et au nord-est, entre l'Islande et la Norvége, pour arriver jusqu'au Spitzberg, en est tout à fait indépendante, et qu'il continuerait d'exister lors même que, les con-. tinents des deux Amériques venant à se disjoindre, les courants équatoriaux seraient poussés par les vents alizés dans l’océan Pacifique, au lieu de se précipiter dans le golfe du Mexique, pour en être ensuite chassés dans la direction du nord-est, à travers les détroits qui environnent le cap de la Floride, » Le D' Carpenter n'entend point du tout pourtant adopter l'opinion de M. Findlay, qui attribue le courant, au delà du 45° parallèle de latitude, uniquement à l'impulsion des vents contre-alizés ; car il ajoute : « D’après la théorie que je soutiens, le courant du nord-est aurait pour cause l’impulsion (vis à fronte) due à l’action du froid sur les eaux des espaces - polaires, qui tend à en déprimer sans cesse le niveau”. L’adoucissement du climat du nord-ouest de l’Europe serait done amené par un cas accidentel de la circulation générale de l'Océan, et non par le Gulf-stream ou par l’impulsion des vents contre—alizés.

Bien qu'il wait été fait jusqu'ici que bien peu d’études de la température des grandes profondeurs qui soient complétement dignes de confiance, la température de la surface de l'Atlantique du Nord a été relevée avec beaucoup de soin.

Le caractère général des lignes isothermes et leurs déviations au nord, qui donnent lieu à de singulières courbes, sont connus depuis longtemps, grâce aux cartes dressées par les

1. Dr CARPENTER, Proceedings of the Royal Geographical Society for 1870, op. cit. 2. Op. cit.

géographes dont nous avons déjà eité les noms; pendant les années qui viennent de s’écouler, une quantité prodigieuse de documents ont été réunis, à l’étranger, par notre Amirauté et par le Bureau météorologique.

Le D" Petermann, de Gotha, a publié" en 1870 une série précieuse de cartes de températures, comprenant les résultats de la réduction de plus de 100 000 observations puisées principalement aux sources suivantes : g

1° Dans les cartes des vents et des courants du lieutenant Maury, comprenant environ 30 000 observations bien distinctes de températures.

2° Dans les 50 000 observations relevées par des capitaines de la marine hollandaise, et publiées par le Gouvernement des Pays-Bas.

3° Dans les livres de bord des vapeurs Cunard, faisant le trajet entre Liverpool et New-York, et dans ceux des vapeurs de la Compagnie de Montréal, entre Glasgow et Belle-Ile.

4° Dans les renseignements qui concernent la température de la mer sur les côtes d'Écosse, recueillis par M. Buchan, secrétaire de la Société météorologique écossaise.

5° Dans les publications de l’Institut Norvégien, sur les températures de la mer entre la Norvége, l'Écosse et l'Islande.

6° Dans les matériaux fournis par le contre-amiral danois Irminger, sur la température de la mer entre le Danemark et les établissements danois du Groenland.

7° Dans les observations faites par lord Dufferin, a bord de son yacht Foam, entre l'Écosse, l'Islande, le Spitzberg et la Norvége.

Et enfin, dans de récentes observations recueillies par les expéditions anglaises, suédoises, allemandes et russes aux régions arctiques et vers le pole nord.

Le D* Petermann a consacré une grande partie de son exis-

1. Der Golf-Strom und Standpunkt der thermometrischen Kentnniss des Nord-Atlantischen Oceans und Landgebietes im Jahre 1870. Justus PerTHE’s Geographische Mittheilungen, Band XVI. Gotha, 1870.

tence à l'étude de la distribution de la chaleur à Ja surface de l'Océan, et il ne peut y avoir l'ombre d’un doute sur l’exactitude de son travail et sur l'attention consciencieuse qu'il a apportée à son exécution. La planche VIT est tracée, dans son ensemble, d’après ses cartes, avec quelques modifications et additions commandées par l’acquisition récente de données nouvelles. Le remarquable écart des lignes isothermes est causé, sans aucun doute, par des courants océaniques de surface qui transportent vers les régions polaires les eaux chaudes des tropiques. Ge ne sont point là de vaines théories, puisque le courant se trahit souvent par son influence sur la navigation, et que le trajet des eaux chaudes se reconnait facilement par observation thermométrique.

Dans l'Atlantique du Nord, chaque courbe de température égale, de l'été ou de l'hiver, pour un seul mois ou pour l’année entière, se manifeste tout de suite comme faisant partie d'un système de courbes qui partent toutes du détroit de la Floride, source première de la chaleur; le courant chaud est visible à cause de l’agitation des eaux, et se reconnait encore, quand son mouvement n'est plus appréciable, par sa forme particulière. Il s’étend en éventail du voisinage du détroit à travers l'Océan, suivant les côtes de la France, de la Bretagne et de la Scandinavie; tournant le cap Nord, traversant la mer Blanche et la mer de Kara, baignant les plages occidentales de la Nouvelle-Zemble et du Spitzberg, et enfin se précipitant le long des cotes de la Sibérie, en enyoyant une ramification dans le Pacifique du Nord, à travers le passage étroit et peu profond de Behring (voy. la planche VII).

Quand nous n’aurions que ces courbes de la carte, déduites d’un nombre presque infini d'observations et de nombreuses études antérieures, sans même qu'aucun fil vint nous mettre sur la voie de leur raison d’être, nous serions encore contraints d'admettre que, quelles que soient la somme et la distribution de chaleur produite par une circulation océanique générale, résultat elle-même de l'effet des vents qui règnent dans la région,

d’une pression barométrique inégale, de la chaleur tropicale ou du froid arctique, le Gulf-stream, le majestueux courant chaud dont le trajet est indiqué par les écarts des lignes iso thermes, possède une puissance auprès de laquelle tout le reste sefface, et qui est capable de produire à elle seule tous ces phénomènes anormaux de température.

Les températures de fond relevées sur le Porcupine sont importantes au point de vue de cette question, en nous indiquant quels sont la profondeur et le volume de la masse d’eau qui, chauffée à un degré bien supérieur à sa température normale, doit être considérée comme la cause de l’adoucissement des vents qui soufflent sur les côtes de l’Europe. Nous avons vu (fig. 60) que, dans la baie de Biscaye, à une couche mince échauffée par la radiation solaire directe, sueceéde une zone d'eau chaude qui s’étend jusqu’à une profondeur de 800 brasses, puis une couche froide, profonde d’environ 2000 brasses. Dans le canal de Rockall (fig. 59), la couche chaude a la même puissance, et la zone froide du fond a 500 brasses d’épaisseur. A la pointe de Lews (fig. 56), la température du fond est de 0,2 GC. à 767 brasses; ici la couche chaude arrive done décidément jusqu’au sol. Dans le canal de Farôer (fig. 55), l’eau chaude forme la couche de surface, et l'eau froide coule au— dessous, et commence à la profondeur de 200 brasses, à 907 brasses au-dessus du niveau du fond de la couche chaude à la pointe de Lews. L'eau froide coule côte à côte avec l’eau chaude, rien ne les sépare; une partie de l’eau chaude roule sur la surface de la nappe froide, et forme la couche supérieure du canal des Farôer. Quel est l'obstacle qui empêche l’eau froide de s’enfoncer, en vertu de sa pesanteur plus grande, sous la couche chaude à la pointe de Lews? Il y a évidemment là quelque force active qui maintient l’eau chaude dans cette position et la fait se mouvoir dans cette direction. J'ai toujours attribué la température relativement élevée qui commence à 100 brasses, et persiste jusqu'à 900, à l'accumulation septen— trionale des eaux du Gulf-stream. La somme de chaleur qui se

communique directement du soleil à l'eau, pendant son trajet à travers une région quelconque, dépend uniquement de la latitude. En tenant compte de ce fait, nous avons trouvé que, dans les espaces chauds, les températures de surface coïnerdaient parfaitement avec les courbes de Petermann, qui indiquent le trajet septentrional du Gulf-stream.

J’emprunte ce qui va suivre à une lettre adressée, le 23 septembre 1872, par le professeur H. Mohn, directeur de l’Institut météorologique de Christiania, à M. Buchan, le savant secrétaire de la Société météorologique écossaise : « J’ai fait, cet été, des relevés de température qui seront, je crois, d’un intérêt général pour nos climats. Dans le Trondhjemsfjord, j'ai trouvé 16°,5 à la surface, et à partir de 50 brasses jusqu'au fond, (200 brasses) une température uniforme de 6°,5 G. à un endroit, et 6° CG. un peu plus à l’intérieur. Dans le Sœguefjord, j'ai trouvé 16°C. à la surface, et constamment, depuis 10 brasses jusqu'à 700, 6°,5 C. Entre l'Islande et Farôer, le lieutenant Müller, commandant du steamer qui fait le trajet entre Bergen et l'Islande, a trouvé, cet été, 8° C. au fond, à 300 brasses. Ceci prouve que l’eau du Gulf-stream remplit entièrement le canal, à l'inverse de ce qui a lieu dans l’espace qui sépare les Shetland des Farôer, où l’on trouve de l’eau glacée à 300 brasses de profondeur. » Ces faits sont importants et confirment entièrement nos conclusions; mais, en les citant, j'ai pour but principal de montrer combien l’explication qui attribue au Gulf-stream l'élévation de température de la mer sur les côtes scandinaves est acceptée sans hésitation par les hommes les plus compétents.

L’Atlantique du Nord et la mer Arctique forment ensemble un cul-de-sac fermé du côté du nord, car il n’existe aucun passage praticable pour une grande masse d’eau à travers le détroit de Behring. Pendant qu'une grande partie du courant, ne trouvant pas d’issue vers le nord-est, tourne au midi dans la direction des Acores, le reste, au lieu de s’écouler et de se perdre, tend à s’accumuler sur les côtes qui ferment les parties

LE GULF-STREAM. 990 septentrionales du bassin. Aussi lui trouvons-nous sur la côte occidentale de l'Islande une profondeur d’au moins 4800 pieds, et une largeur qui n’a pas été mesurée. Le D" Carpenter dit, en discutant ce fait: « Il est, pour moi, matériellement impossible que cette insignifiante couche d’eau de surface, plus légère (parce qu’elle est plus chaude), puisse se maintenir en nappe même, en supposant qu'elle ait conservé une certaine élévation de température, et que, en s’enfonçant dans le bassin, elle déplace une masse d’eau beaucoup plus froide et plus lourde qu’elle-méme, à une profondeur plus grande que celle à laquelle elle coulait au moment où elle était douée de sa plus grande force, à sa sortie des détroits de la Floride. Ceux qui soutiennent cette hypothèse auront à expliquer comment cette force de cohésion suivie d’un pareil plongeon s'accorde avec les principes de la physique’. » Les expériences faites sur une petite échelle sont en général de peu d'utilité comme démonstration des phénomènes naturels, cependant il en est une bien simplé qui prouve que la chose est possible. En mettant une cuillerée de cochenille dans une burette d’eau chaude, de manière à la colorer en rouge, puis en la lancant avec force au moyen d'un tuyau de caoutchouc à la surface d’un certaine quantité d’eau froide contenue dans un bassin, on voit la masse rouge s'étendre, en devenant plus pale, sur toute la superficie de l’eau, jusqu'à ce qu’elle arrive au bord opposé; bientôt après, la teinte de plus en plus foncée d’une bande qui se forme le long de cette paroi opposée, indique une accumulation de l’eau colorée à l'endroit où le courant s’est trouvé arrêté. Si l’on trempe alors la main dans l’eau au centre du bain, un cercle chaud entoure le poignet, tandis qu'à l’extrémité du bain opposée à celle par laquelle on a introduit le courant chaud, l’eau chaude, bien que très-mélangée, enveloppe toute la main.

L’Atlantique du Nord nous présente un bassin fermé au nord.

|. DE CaRPENTER’S Address to Geographical Society, op. cil.

Dans un des angles de ce bassin, comme dans une baignoire, obéissant à la direction nord-est qui lui est imprimée par sa vitesse initiale, et comme si le robinet chaud du bain était perpétuellement ouvert, une énorme masse d’eau arrive jour et nuit, hiver et été. Quand le bassin est plein, mais à ce moment seulement, l’excédant de l’eau, maitrisant l'impulsion qui la pousse vers le nord, prend en tourbillonnant une direction méridionale; l'eau chaude tend à s’accumuler ainsi dans le bassin septentrional et à longer les côtes du nord-est”.

Il est inutile de rappeler que toute quantité d’eau qui s’introduit dans le bassin de l'Atlantique du Nord, et qui ne dispa— rait pas par l’évaporation, doit être restituée a la mer dou elle vient. L’eau froide pouvant arriver de toutes les directions dans les parties les plus profondes de l'Océan, aucun mouvement ressemblant à un courant ne se forme, si ce n’est dans des conditions toutes particulières. Ces circonstances se présentent dans les passages étroits et bornés qui se trouvent entre l’Atlantique du Nord et la mer Arctique. Entre le cap Farewell et le cap Nord, il n’existe que deux passages qui aient quelque profondeur : l’un, très-étroit, longe la côte orientale de lIslande; l'autre est situé le long de la côte orientale du Groenland. Les parties peu profondes de la mer sont entièrement occupées, du moins en été, par les eaux chaudes du Gulfstream, excepté en un seul point, où un rapide courant d’eau froide, très-étroit et de peu d'épaisseur, tourne autour de l’extrémité méridionale du Spitzberg, et plonge dans les eaux du Gulf-stream, à l’entrée septentrionale de la mer d'Allemagne.

Ce fleuve froid, rapide d’abord, puis faible courant d’eau, influe beaucoup sur la température de la mer du Nord; il se perd ensuite complétement, car le léger courant que produit l’extrème étroitesse du pas de Calais a une température d’été de 7°,9 GC. Le trajet du courant froid du Spitzberg se reconnait

1. Ocean Currents. An Address delivered to the Royal United Service Institution June

loth, 1871. By J. K. LAUGHTON, M. A., Naval Instructor at the Royal Naval College. (From the Journal of the Institution, vol. XV) *

LE GULF-STREAM. 391 facilement sur la carte aux dépressions des lignes isothermes et au draguage, à l'abondance des gigantesques Crustacés am— phipodes, isopodes, et autres espèces des régions arctiques.

D’après sa faible rapidité initiale, le contre-courant arctique doit sans aucun doute tendre légèrement à l’ouest, et la pesan— teur spécifique de l’eau froide doit la précipiter dans les parties les plus profondes. Il n’est pas impossible que, par la combinaison des deux causes et dans le cours des siècles, les cou— rants ne se creusent de profonds sillons dans la direction du sud-ouest. Quoi qu'il en soit, les grands courants arctiques se voient nettement sur la carte se dirigeant dans ce sens, ce qu'indiquent les déviations très-marquées des lignes isothermes. Le plus remarquable de tous, c'est le courant du Labrador, qui descend le long des côtes de la Caroline et de New—Jersey, qui rencontre le Gulf-stream à la singulière muraille froide, plonge au-dessous de lui à sa sortie du golfe, et reparait à la surface un peu au dela; une portion de ce courant se Jette même dans le golfe du Mexique, en passant comme contre-courant froid sous le Gulf-stream.

Je soupçonne le Gulf-stream de former, à 50 ou 60 milles de la côte occidentale de l'Écosse, une seconde muraille froide, moins tranchée que Ja première. En 1868, après que nous eumes étudié pour la première fois le remarquable courant froid du canal qui sépare les Shetland des Faréer, j’exprimai ma conviction que le courant était complétement maintenu dans le canal de Faréer par le passage du Gulf-stream à son entrée. Depuis lors jai été conduit à supposer qu'une portion des eaux arctiques s'échappe le long de la côte d'Écosse, trèsmélangées et assez peu profondes pour être pénétrées jusqu'au fond par la radiation solaire. A 60 ou 70 milles de la côte, les lignes isothermes subissent une déviation légère, mais générale. Dans les eaux basses de cette zone se trouvent en grand nombre les types qui caractérisent la faune scandinave : mais, malgré une habitude de la drague qui date de bien des

années, je n'y ai jamais trouvé aucun des Ptéropodes du Gulfoo)

stream, les charmantes Polyeystines, n1 les Acanthométrines, qui littéralement pullulent au delà de cette limite. La différence de température moyenne entre les côtes orientales et occidentales de l'Écosse, qui est de 1°C., est un peu moindre qu'elle ne le serait si le Gulf-stream arrivait plus près de la côte occidentale.

Les communications entre l’Atlantique du Nord et la mer Arctique, qui est un second cul-de-sac, sont ainsi restreintes, et l'échange des eaux chaudes et des froides dans la direction du courant du Gulf-stream est assez géné pour qu'une grande partie du courant soit foreée de tourner vers le sud; les ouver— tures du bassin antarctique sont aussi libres que possible, et se font par une vallée ouverte et continue de 2000 brasses de profondeur, qui s'étend, au nord, le long des côtes occidentales de l’Europe et de l'Afrique.

On ne pouvait guère douter, d'après la configuration du ter— rain, que les eaux méridionales ne vinssent sourdre dans cette vallée, mais ici nous en trouvons encore dans les cartes de curieuses indications par la disposition remarquable des courbes des isothermes. La température de l’eau du fond à 1230 brasses de Rockall est de 3°,22 C., exactement identique à celle de la mème profondeur dans la série de sondages faite par 47° 38" de latit. N. et 12°08' de longit. O., dans la baie de Biscaye; on peut supposer que, dans les deux cas, l’eau provient de la même source. L’eau du fond, a Rockall, est plus chaude que celle de la baie de Biseaye (2°,5 C.), et une chaine de sondages de tem-— pérature partant du nord-ouest de l'Écosse pour arriver à un point situé sur un bas—fond de l'Islande ne donne aucune tem— pérature inférieure à 6°,5 C. Hest done fort peu probable que la basse température de la baie de Biscaye soit attribuable a une partie un peu considérable du courant du Spitzberg passant le long de la cote occidentale de l'Écosse; comme le courant froid de Vest de l'Islande chemine vers le sud beaucoup plus à l’ouest, ainsi que cela est indiqué sur la carte par les dépressions successives des isothermes, on peut supposer que

LE GULF-STREAM. 939 les conditions de température et la marche lente de cette énorme masse d’eau modérément froide, et épaisse de près de 2 milles, ont une origine antarctique plutôt qu’arctique.

L’Atlantique du Nord parait donc se composer d’abord d’une immense nappe d’eau chaude apportée par le courant équatorial dans sa marche vers le nord; la plus grande partie traverse le détroit de la Floride, poussée dans la direction du nord-est par les vents contre-alizés : on l'appelle dans son ensemble le Gulfstream. D’après les observations du capitaine Chimmo et d’autres personnes encore, l'épaisseur de cette couche est variable, diminuant jusqu’à 100 brasses environ dans la partie centrale de l'Atlantique, et atteignant à une profondeur de 700 à 800 brasses sur les côtes de l’'Islande et sur celles de l'Espagne. Secondement, d’une couche mélangée qui a environ 200 brasses dans la baie de Biscaye, et au travers de laquelle la température s abaisse rapidement; et enfin, d’une nappe sous-marine d’eau froide ayant 1500 brasses d’épaisseur dans la baie de Biscaye, masse d'eau que l'effet de la gravitation amène des sources les plus profondes, arctiques ou antarctiques. A première vue, il semble inadmissible que les eaux froides qui remplissent de profondes vallées océaniques situées dans l'hémisphère septentrional proviennent en grande partie de l'hémisphère méridional ; cette difficulté naît, je crois, de l'idée fausse qu’il existe à l'équateur comme un diaphragme qui sépare le bassin océanique du nord de celui du midi: c’est là une des erreurs produites par la théorie d’une circulation océanique semblable à celle de l'atmosphère. Il se fait sans doute un exhaussement graduel de la zone intertropicale d’eau froide sous-marine que suuléve l’eau plus froide encore qui vient prendre la place de celle qu'a emportée le courant équatorial et de celle qui a disparu par l’évaporation, mais un tel mouvement doit se faire irrégulièrement sur des espaces immenses : il doit être trés-lent et sans aucun rapport avec la division produite dans l’atmosphère par l’envahissement violent des vents alizés du nordest et du sud-est dans la zone calme. Une des preuves les plus

concluantes de la lenteur extrème des mouvements sousmarins, c’est la nature du fond. Il s’amasse ‘sur une grande partie du fond de Atlantique un dépôt de coquillages microscopiques, qui, avec leurs hôtes vivants, n’ont pas une pesanteur spécifique beaucoup plus grande que celle de l’eau dans laquelle ils vivent. Ils forment une couche blanchatre, flocon— neuse, que doit nécessairement entrainer le moindre mouvement. Dans ces profondeurs moyennes, sur le trajet d’un courant, ce dépôt disparait pour faire place à un gravier fin ou grossier.

C’est à la surface de la mer seulement qu'une ligne est tracée par le courant équatorial, qui déverse une énorme quantité d’eau sur chaque hémisphère, en se brisant sur les plages orientales des terres équatoriales. On peut s’en rendre compte en jetant les yeux sur la carte physique la plus élémentaire.

Le Gulf-stream perd une énorme quantité de chaleur pendant son trajet vers le nord. Sur un point, situé à 200 milles à l'ouest d’Ouessant, des expériences ont été faites à bord du Porcupine aux plus grandes profondeurs ; la une section des eaux de l'Atlantique montre l'existence de trois zones où s’accom— plissent des échanges de température. D'abord la surface supé— rieure du Gulf-stream, qui perd rapidement sa chaleur par le contact d’une couche d'air constamment agitée et refroidie par le mouvement, et par la transformation de ses eaux en vapeur '. Ce refroidissement du Gulf-stream, ayant lieu surtout à la surface, la température de la masse se maintient par le mouvement à peu près uniforme. On rencontre ensuite la zone inférieure du Gulf-stream, qui se trouve en contact avee la surface supérieure du courant froid. lei l'échange de température doit être fort lent, bien qu'il ne soit pas douteux, car il y a une légère dépression des isothermes sur

tout le trajet du courant froid; le mélange s'étend sur un

1. On Deep-sea Climates. The Substance of a Lecture delivered to the Natural Science Class in Queen’s College, Belfast, at the close of the Summer Session 1870, by professor Wyville Thomson. (Nature, July 28th, 1870.)

espace considérable. L'eau froide étant à la couche inférieure, le mélange,’ dans le sens ordinaire du mot, ne peut avoir lieu, et l'échange de température se fait par conductibilité et par diffusion. Ces moyens, lorsqu'il s’agit de pareilles masses d’eau, doivent avoir exigé des siècles pour arriver à un résultat appréciable. Les courants locaux et les marées ont aussi une action, mais peu prompte et peu étendue.

La troisième zone est celle située entre la nappe froide et le fond de la mer. La température de la croûte terrestre a été calculée, et les résultats varient de 4° à 11° C., mais elle doit être fortement refroidie par le mouvement et par le renouvellement incessant d'eau froide ; cependant le contact avec le fond ne saurait être une cause d'abaissement de température. La température des eaux du Gulf-stream est à peu près égale dans toute sa profondeur ; il y a une zone bien définie de mélange au point de jonction de l’eau froide et de la chaude, et la nappe froide est stratifiée d’une manière régulière par l'effet de la gravitation, de telle sorte que, dans les eaux profondes, les lignes du contour du fond de la mer sont généralement des lignes de tem— pérature égale. En songeant à l’immense influence que les courants océaniques exercent sur la distribution des climats à l'époque actuelle, je ne crois pas trop m’avancer en concluant que ces courants, mouvements communiqués à l’eau par des vents réguliers, ont existé à toutes les périodes géologiques, comme l’un des grands moyens, je dirai presque le seul capable de produire une circulation générale et de distribuer ainsi la chaleur dans l’Océan. Ils ont du exister partout où il s’est trouvé des terres équatoriales pour interrompre le courant des vents alizés. Toutes les fois qu’un courant chaud s’est détourné au nord ou au sud de la zone équatoriale, une masse d’eau polaire est Yenu sourdre au fond et prendre la place des eaux ainsi emportées ; l'Océan devait done, comme de nos jours l'Atlantique et le Pacifique, se composer d’une couche supérieure d’eau chaude et d’une couche inférieure d'autant plus froide qu’elle est plus profonde.

Contrairement done aux idées de mon collégue distingué, je suis contraint de répéter que je ne vois jusqu'ici aucune raison de modifier ma manière de voir. Je suis toujours plus convaincu que les remarquables conditions de elimat des côtes du nord de l’Europe sont dues surtout à l'influence du Gulf-stream. Et quoique des mouvements d’une certaine importance puissent se produire à la faveur des différences de pesanteur spécifique, l'influence du grand cours d’eau que nous nommons le Gulfstream, branche du grand courant équatorial, est trop dominante pour ne pas effacer toutes les autres.

Le Géant et la Sorcière (Farüer).