LES NEIGES PERPÉTUELLES ET LEURS LIMITES

Comme tous les corps de la nature, l'eau affecte les trois états : solide, liquide et gazeux, et chacun de ces trois états nous est familier, car l'eau solide, liquide ou en vapeur, se trouve sous nos yeux, et devient la source d'une foule d'applications industrielles. Nous allons donc étudier l'eau sous chacun de ces trois états solide , liquide et gazeux, ou vapeur, en commençant par l'eau solide.

L'eau solide constitue différentes variétés physiques, qui sont: 1° la neige, 2° la glace, 3° la grêle, 4° la gelée blanche, 5° le grésil, 6° le verglas.

Neige. — La neige est de l'eau solide formée au sein de l'atmosphère. L'atmosphère renferme, outre l'oxygène, l'azote et le gaz acide carbonique , une certaine quantité d'eau, qui s'y trouve, soit à l'état de vapeur proprement dite, soit à l'état vésiculaire. Ce dernier nom sert à indiquer un état physique intermédiaire entre l'eau liquide et l'eau en vapeur. C'est Veau vésiculaire atmosphérique qui, passant à l'état solide, sous l'influence du froid, constitue la neige, laquelle, une fois formée, tombe, en vertu de son poids, à la surface de la terre.

L'eau vésiculaire en passant à l'état solide, constitue de petites aiguilles prismatiques, fines et déliées, qui se soudent entre elles pendant leur chute. En même temps, elles emprisonnent entre leurs particules une certaine quantité d'air.

La forme cristalline de la neige donne la forme exacte des cristaux de l'eau solide. Quand on regarde la neige dans son état ordinaire, on est porté à croire qu'elle n'est qu'un agrégat confus de parties solides;

mais , armez votre œil du microscope, et vous reconnaîtrez, non sans surprise, que la neige a une véritable structure cristalline. La variété de formes géométriques de la neige est un des plus curieux spectacles que présente la nature. La neige est formée par la réunion de cristaux groupés symétriquement, et affectant une diversité infinie d'aspects et de figures. Rien que les figures formées par ces cristaux soient excessivement variées, on peut reconnaître que leur disposition géométrique est toujours la même. Elles se composent presque toujours de six branches groupées symétriquement, les aiguilles s'insérant sur le même angle de 60 ou de 120°. Une cristallisation de neige est donc presque toujours formée de la réunion de six aiguilles ou de six branches, formant un angle de 60 ou de 120°, sur lesquelles d'autres aiguilles, plus courtes, s'appliquent sousle même angle. Delà résulte une variété infinie d'aspects dans les cristaux de neige vus au microscope. Ces élégantes fleurs cristallines changent sous les yeux de l'observateur, comme changent les images du kaléidoscope. Ce sont des étoiles, des rameaux, des corolles, à l'aspect infiniment varié, mais toujours régulier et géométrique.

Pour observer les cristaux de neige, il suffit de recevoir la neige, au moment de sa chute, sur un objet de couleur sombre, que l'on maintient froid en l'entourant de glace. Le microscope permet alors d'examiner sa structure.

Il y a longtemps que l'état cristallin de la neige a été constaté, mais ce n'est que depuis la découverte des lois de la cristallographie que l'on a pu s'expliquer les formes si singulièrement variées de ses cristaux. Malgré leur grande variété, on peut ramener la structure de ces cristaux à une loi unique.

Le navigateur anglais William Scoresby a donné, dans son ouvrage sur les Mers du Nord, le dessin d'un grand nombre de figures géométriques de la neige rue au micro-

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Fig. 19. — Formes cristallines c

1, noyau traversé par une aiguille cristalline; 2, pyramide à guliers; 12 à 1C, différentes combinaisons d'hexaèdres ; 17

scope, figures qu'il avait tracées pendant ses nombreuses stations dans les mers polaires. La figure 19 représente, d'après l'Atlas de l'ouvrage de William Scoresby, les variétés les plus remarquables de la cristallisation de la neige. Le nombre total de figures que Scoresby a dessinées est de 96 ; mais d'autres observateurs ont dessiné beaucoup d'autres formes. Comment ne pas admirer la puissance de la nature qui, avec un corps de si petit volume, peut créer tant de formes diverses , sans sortir des mêmes figures géométriques ?

C'est par un temps calme et sans brouillard qu'on peut admirer, avec le secours du microscope, les cristaux de neige dans toute leur beauté. Avec la brume, les cristaux sont ordinairement inégaux, opaques ; il semble qu'un grand nombre de particules se soient solidifiées à leur surface, sans avoir eu le temps de s'unir intimement aux molécules cristallines. Si le vent souffle, les cristaux sont brisés et irréguliers ; on trouve alors des grains arrondis composés de rayons !

le la neige, d'après Scoresby.

i six faces; 3 et 4, étoiles à six rayons; 5 à 11, hexaèdres réà 20, figures hexaédriques avec rayons et angles saillants.

inégaux. Dans les Alpes et en Allemagne, on voit souvent tomber des cristaux de neige parfaitement symétriques. Le vent s'élèvet-il, ce sont des grains de la grosseur de ceux de millet ou de petits pois, ou bien des corps ayant la forme d'une pyramide dont la base est une calotte sphérique.

Plus il fait froid, moins il se forme de neige, par la raison que, quand la température de l'air est très-basse, il n'y a plus dans l'atmosphère que très-peu de vapeur d'eau. Sous la latitude de Paris, la neige tombe surtout lorsque le vent du midi souffle, parce que l'air qui arrive du sud est chaud, et par conséquent chargé de vapeur d'eau. Cette vapeur se condense sous forme de neige, lorsqu'elle vient a rencontrer, sous notre ciel, les vents froids qui descendent du nord.

La neige, avons-nous dit, emprisonne une notable quantité d'air atmosphérique. Aussi voit-on de l'air se dégager, quand on recueille l'eau liquide provenant de sa fusion. C'est l'inlerposition des bulles d'air entre les molécules de la neige qui, divisai à

l'infini ses molécules , produit la blancheur extraordinaire de la neige, blancheur qui, par son éclat et sa pureté, surpasse tout ce qui existe dans la nature.

On a cru longtemps, sur la foi des expériences de Théodore de Saussure, que l'air emprisonné entre les particules de la neige est moins riche en oxygène que l'air ordinaire. Bischoff avait même dit que l'air extrait de la neige des Alpes ne contenait que lOpourlOOd'oxygène, aulieude2l pour 100, sa proportion normale. M. Boussingault a prouvé que l'air qui se dégage au moment de la fusion de la neige renferme la même quantité et quelquefois même une plus grande quantité d'oxygène que l'air ambiant.

La neige n'emprisonne pas seulement de l'air; elle s'empare des matières salines et autres qui flottent dans l'atmosphère.

M. Boussingault a trouvé dans l'eau provenant de la fusion de la neige tombée à Paris 7 milligrammes d'ammoniaque par litre, et 1 milligramme d'acide azotique. M. Meyrac a trouvé dans la même eau, des chlorures, de la matière organique et de légères traces d iode.

On sait qu'à mesure que l'on s'élève dans l'atmosphère, les matières étrangères en suspension y diminuent de quantité. Aussi la neige est-elle d'autant plus'pure qu'elle est recueillie à de plus grandes hauteurs. Le naturaliste François Pouchet, de Rouen, recueillant l'eau provenant de la fusion de la neige à différentes hauteurs et en diverses localités, a trouvé que dans les plaines des environs des grandes villes, la neige renferme beaucoup de corpuscules organiques ou minéraux, composés des vestiges de tout ce qui est employé par la civilisation, à savoir : de la fécule, des parcelles de pain, des filaments de tissus, du charbon, des débris de nos habitations, ainsi qu'une faible proportion de matières minérales provenant du sol. A la hauteur des glaciers, c'est-à-dire à 4,000 mètres environ, la neige

ne contient que des corpuscules composés des débris du sol environnant et de fragments de végétaux, mais il n'y existe presque plus de débris de vêtements ni d'aliments. Enfin, sur la cime des plus hautes montagnes, comme sur le mont Blanc, la neige est d'une pureté parfaite : le liquide provenant de sa fusion est parfaitement incolore et ne laisse apercevoir que des phosphates et de rares débris provenant des roches environnantes.

M. Eugène Marchand a fait l'analyse chimique de l'eau provenant de la fusion de la neige. Ce chimiste a trouvé, sur 1 litre (t kilogramme) d'eau de neige, recueillie à Fécamp :

Chlorure de sodium 0sr,0t7037

— de magnésium traces.

lodureet bromure alcalins traces.

Bicarbonate d'ammoniaque... 0,001290

Nitrate d'ammoniaque 0,001447

Sulfate de soude anhydre 0,015627

— de magnésie traces.

— de chaux 0,000877

Matière organique animalisée

contenant du fer et du calcium 0,023840

Eau pure 999,030876

Si l'on dépose à la surface de la neige un morceau d'étoffe noire et un autre d'étoffe blanche, la neige fond sur l'étoffe noire et ne fond pas sur l'étoffe blanche. Cela tient à la différence du pouvoir absorbant pour le calorique des corps différemment colorés. Les corps blancs réfléchissent beaucoup de chaleur et en absorbent peu; au contraire, les corps noirs réfléchissent très-peu et absorbent beaucoup de chaleur. Aussi, les habitants des montagnes, quand ils veulent accélérer la fonte des neiges, sont-ils dans l'usage de répandre de la terre noire à leur surface.

Nous avons dit que la couleur blanche de la neige est sans égale dans la nature, par l'éclat et la pureté de sa teinte. 11 faut ccpen-

dant ajouter que la neige peut présenter, exceptionnellement, une autre coloration. Elle peut revêtir une teinte rougeâtre ; de sorte qu'à certaines époques de l'année, les montagnes semblent avoir revêtu un manteau de pourpre.

Les navigateurs ont trouvé de la neige rouge au Groënland, au Spitzberg, dans la Nouvelle-Shetland et dans beaucoup d'autres localités montagneuses. Dans les Alpes, on voit assez souvent de la neige rouge ; elle est fréquente, par exemple, au mont Saint- Bernard. Les capitaines Scoresby, Ferry et Ross ont trouvé, sur les glaces du pôle austral, de la neige rouge orangé et de couleur saumon.

De Candolle fit, à Genève, une comparaison entre la substance colorante des neiges polaires du Nord et celle qui colore la neige du mont Saint-Bernard. Wollaston, Prévost, Thenard, etc., ont donné diverses explications de ce même phénomène, dont la cause est aujourd'hui parfaitement connue.

Le lieutenant de marine, Francis Bauer, a découvert, le premier, que la matière qui colore en rouge les neiges des mers polaires est un très-petit champignon du genre Urtdo (Uredo nivalis) et de Candolle a reconnu le même champignon sur les neiges du mont Saint-Bernard. Ce champignon rouge ne vit et ne fructifie que sur la neige. M. Bauer a reconnu quel' Uredo nivalis, étant plongé dans l'eau ordinaire, s'accroît jusqu'à maturité, mais qu'il reste incolore. Si on le place alors sous la neige, il devient rouge, ce qui prouve que sa fructification ne peut se faire que dans ce milieu froid.»

Au reste, Pline savait déjà qu'il existe de la neige rouge. 11 dit en parlant de la neige « Ipsa nixvelustate rubescit (1).

11 faut, ajouter que la teinte rouge ou rosée de la neige, peut être produite par des sables et des matières terreuses et ocreuses, c'est-à-dire colorées par l'oxyde de fer. Pen-

(I) Lib. ix, caput xxxv.

danl les nuits, si froides, du mois de février 1870, il tomba de la neige rouge à Montcalieri (Italie.) La coloration de cette neige était produite, selon M. Tarry, qui a publié, en 1871 , un mémoire sur cette question, par du sable rouge du Sahara, qu'un ouragan atmosphérique avait transporté de l'intérieur de l'Afrique jusque sur les côtes de l'Italie, à travers la Méditerranée.

La neige, étant un mauvais conducteur du calorique, empêche le froid de pénétrer dans le sol à de grandes profondeurs. Cette vertu préservatrice de la neige a été depuis longtemps constatée par les agriculteurs, qui lui sont souvent redevables de la conservation des semences. Dans le rigoureux hiver de 1789, la gelée ne pénétra qu'à la profondeur de 22 pouces, sur les points couverts de neige, tandis que dans les places toutes voisines, mais dont la neige avait été balayée par le vent, la gelée pénétra jusqu'à 30 pouces dans le sol. Dans des expériences faites en 1869, au Jardin des plantes de Paris, M. Becquerel a constaté le môme phénomène, c'est-à-dire l'obstacle qu'oppose au passage du froid la couche de neige qui recouvre le sol. La neige fait donc ici l'office d'un véritable écran ; elle empêche que le sol qu'elle abrite n'acquière, la nuit, en rayonnant vers le ciel, une température inférieure de plusieurs degrés à celle de l'air. Sa surface se refroidit par le rayonnement nocturne, mais, à cause du manque de conductibilité, le sol sous-jacent y participe à peine.

Lorsque le temps est très-froid, un thermomètre profondément enfoncé dans la neige, indique une température plus élevée que celle qu'il indiquerait à la surface. On s'explique ainsi comment certaines personnes ont pu rester ensevelies plusieurs jours dans la neige, sans périr, et l'instinct physique des animaux qui, pour se garantir du froid, se tapissent sous la neige. Cet usage

est familier auxLapons, lorsqu'ils sontsurpris par des ouragans qui les forcent à s'arrêter.

M. Boussingault a constaté à Béchelbronn, en 1841, le grand pouvoir préservateur de la neige contre le froid. Il plaça un thermomètre sur la neige en recouvrant seulement sa boule de neige, et il introduisit un second thermomètre sous la neige, en contact avec le sol. Le H février, à 5 heures du matin, le thermomètre placé sur la neige marquait 1°,5, tandis que celui qui était placé sous la neige ne marquait que 0°. Le 12 février, à 6 heures du matin, le thermomètre placé sous la neige, marquait 12°, tandis que celui qui était placé sur la neige marquait 3°, S. Le 13 février, à la même heure, le thermomètre sous la neige marquait 8°, 2, tandis que celui qui était placé par-dessus ne marquait que 2°.

Ainsi, dans les matinées du 12 et du 13 février, les feuilles et les tiges des plantes auraient subi un froid de — 12°, et de — 8° si elles n'en eussent été préservées par la neige qui les recouvrait et les préservait du rayonnement nocturne.

Le 28 août 1844, M. Ch. Martins, au sommet du Mont-Blanc, constata une température de — 17°,6 à la surface de la neige et de — 14°, 6 à 2 décimètres de profondeur sons la même neige.

Dans les expériences faites à Paris, en janvier 1855, le commandant Rozet constata une température de — 1°,7 et de — 2° sous la neige, la température du sol découvert et balayé de neige étant — 2 1/2 et — 3°.

La neige jouit, au dire des agriculteurs, de propriétés fertilisantes. Cette croyance est très-fondée ; elle s'explique par la présence, que nous signalions plus haut, de l'ammoniaque dans la neige. Ainsi que la pluie et les brouillards, la neige, avonsnous dit, renferme 7 milligrammes d'ammoniaque par litre d'eau; elle retient et fixe cette ammoniaque dans le sol mieux que ne le ferait la pluie, et surtout la pluie chaude.

La neige contribue encore à fertiliser le sol en ce qu'elle détruit, par la double influence du froid et de la privation d'air, les insectes nuisibles qui vivent à la surface ou à une faible profondeur dans le sol.

Les chutes de neige sont surtout abondantes dans les montagnes, là où la température de l'air est presque constamment à 0°, point de congélation de l'eau. Dans les grandes hauteurs, la pluie n'est qu'un phénomène de l'été; pendant l'hiver et au printemps, la vapeur vésiculaire ne se condense guère qu'à l'état solide, c'est-à-dire à l'état de neige.

Les annales de la météorologie ont enregistré des chutes de neige extraordinaires. En 1850, la neige couvrit l'Europe entière. Dans les Alpes, sur le mont Saint-Bernard, elle s'éleva à 15 mètres de hauteur. Les religieux étaient obligés, pour sortir du couvent, de creuser un véritable tunnel à travers les couches de neige. Dans cette même année, la neige tomba abondamment en Grèce. Toute la province de l'Attique en fut couverte, à la hauteur d'un mètre. Elle tomba également en abondance à Naples, à Constantinople, en Corse, dans le Luxembourg, etc. Dans ces divers pays, où la neige est si rare habituellement, les communications furent interrompues pendant plusieurs jours et beaucoup de personnes périrent de froid sur les routes.

Quand le vent vient à soulever les neiges accumulées sur les flancs des montagnes, il produit de véritables tempêtes de neige , tourmentes redoutables. La masse de neige soulevée et dispersée par la violence du vent, obscurcit l'air, et fait périr, par le froid ou par l'asphyxie, toutes les créatures vivantes qui se rencontrent sur son passage.

En 1827, une tempête de neige enveloppant les troupeaux de la peuplade des Kirghis, entre l'extrémité des monts Ourals et le fleuve Volga, fit périr 280,500 moutons,

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Fig. 20. — Une avalanche dans le canton du Valais (Suisse).

30,400 bêtes à cornes, 10,000 chevaux et

plus d'un million de brebis. Les tempêtes de neige peuvent sévir dans i nos climats tempérés , quoique avec moins

de violence. Le 8 janvier 1848, un convoi du

train de l'armée française, voyageant d'Aui maie à Alger, fut assailli par une tempête I de neige sur les hauteurs de Sak-Samoudi. | Les mulets furent précipités dans les ravins,

et sur 44 hommes qui composaient la co-

lonne, 14 périrent, en moins d'un quart

d'heure.

i . ni.

Dans les montagnes des Andes (Amérique), et sur les coteaux élevés de l'Asie, les chutes de neige prennent quelquefois les proportions de tempêtes. Le voyageur ou les caravanes surpris par ces chutes effroyables de neige, perdant de vue les chemins, sous le linceul de neige qui les couvre, aveuglés ou à demi asphyxiés par la poussière glacée qui les enveloppe, sont exposés aux plus terribles dangers.

Dans les derniers jours de l'année 1874, des tempêtes de neige causèrent de nom- 192 •

breux accidents en Ecosse. Plus de douze trains de chemins de fer furent arrêtés dans la nuit du 30 décembre. Au delà d'Aber- ■deen les communications avec le nord ■étaient interrompues. Elgin et d'autres villes importantes n'avaient plus de rapports avec le monde civilisé que par le télégraphe électrique. La hauteur de la neige était de 6 à 7 mètres. Deux hommes furent trouvés morts sous la neige dans le Fifeshire et le Forfarshire. A Kiwcoss et à Kirkcaldy la neige fit plusieurs victimes.

Sur tout le reste de l'Europe la neige tomba en abondance, à la même époque. En France, la circulation des trains fut interrompue sur certains points du réseau de l'Est. A Verdun, la neige couvrit le sol à 2 mètres de hauteur. 11 en fut à peu près de même à dix lieues à la ronde. Plusieurs villages étaient littéralement bloqués ; les habitants les plus âgés du pays n'avaient pas souvenir d'un pareil fait. On eut de nombreux accidents à déplorer : des voyageurs imprudents et des facteurs furent ensevelis dans des fondrières.

La même situation se produisit dans l'Aveyron et le Tarn. Le service du chemin de fer fut entravé sur la ligne de Paris à Rouen.

L'Italie fut loin d'échapper à l'influence hivernale : les montagnes et les collines autour de Florence furent couvertes de neige, et le Vésuve apparaissait tout blanc , spectacle vraiment insolite.

En Suisse, et notamment dans le canton du Valais, jamais on n'avait vu dans les vallées pareilles accumulations de neige.

Tout le monde sait que les neiges, accumulées par masses énormes dans les montagnes, donnent lieu, quand elles viennent à se détacher et à tomber le long des flancs die ces montagnes, à un terrible phénomène, X avalanche.

■ Une avalanche est une masse de neige ou de glace qui roule le long de la pente des

hautes montagnes, et qui, tombant dans les vallées avec un bruit semblable à celui du tonnerre, renverse tout ce qui s'oppose à son passage, et entraîne quelquefois dans sa chute des maisons, des villages et jusqu'à des forêts entières.

C'est dans les Alpes, en raison de l'altitude et de la configuration de ces montagnes, qui abondent en étroites vallées encaissées, que l'on observe les plus redoutables avalanches. Là elles parcourent dans leur chute plusieurs kilomètres sur le flanc d'une montagne. En tombant au fond des gorges, elles peuvent ensevelir des habitations, ou, en arrêtant le cours d'un torrent, provoquer une inondation dans les vallées.

Si l'on est forcé de traverser, au printemps, les défilés des Alpes, entourés de cimes neigeuses, alors que les avalanches annuelles ne sont pas encore tombées, il faut s'astreindre à beaucoup de précautions. A cette époque de l'année, les touristes doivent s'arranger de manière à former de petits groupes, chaque voyageur cheminant à une distance convenable l'un de l'autre, afin qu'en cas de malheur, quelques-uns, restés hors d'atteinte, puissent secourir les autres. Dans les passages dangereux, on recommande d'ôter les clochettes des animaux, de partir de grand matin, avant les premiers rayons du soleil, et de marcher dans le plus grand silence. Souvent on a la précaution de tirer un coup de pistolet à l'entrée d'un mauvais passage, car alors le choc de l'air, produit par la détonation de l'arme à feu, fait tomber les avalanches prêtes à s'écrouler.

Quelques villages et villes de la Suisse ne sont préservés de la chute des avalanches que par les forêts qui les dominent ; aussi des lois sévères défendent-elles le déboisement de ces montagnes. Dans d'autres localités, on a construit, au-dessus des niaisons exposées aux avalanches, des espèces de bastions de pierres pourvus d'un angle aigu, destiné à fendre et à séparer en deux les

avalanches qui pourraient les atteindre. Audessus de quelques passages dangereux du Splugen et d'autres localités des Alpes, on a construit des galeries voûtées, afin d'abriter les voyageurs.

La figure 20 représente une avalanche de

; neige, qui eut lieu au mois de décembre 1874, en Suisse, dans le canton du Valais.

i Les chutes de neige avaient été si abondantes pendant tout ce mois, que la neige atteignait plus de trois mètres de hauteur dans plusieurs communes de la montagne.

L'avalanche qui s'abattit, descendit dans la p7aine des plus grandes hauteurs de la montagne, ensevelit tout un village, renversa une diligence et causa la mort de plusieurs personnes.

Les époques des principales chutes de neige diffèrent suivant les régions. Dans la Russie asiatique, à Yakoutsk, c'est le mois d'octobre qui est le plus neigeux. A Barnaoul, c'est le mois de novembre, ainsi qu'à Nidjé, Tagiedsk, Zlaiouste, Catherinebourg; à Moscou, c'est le mois de janvier.

La chute de la neige n'ayant lieu que lorsque la température de l'air est à 0°, il s'ensuit que, dans les pays chauds, il ne tombe jamais de neige dans les plaines. ! Mais dans les pays chauds, môme sous | l'équateur, s'il existe des montagnes, la | neige tombe nécessairement dans ces monj tagnes, lorsque leur hauteur est assez grande pour que la température s'y maintienne à 0°. On sait, en effet, que la température ! des lieux terrestres décroît à mesure qu'on J s'élève au-dessus du sol, et que, même sous | la zone torride, il suffit de gravir une monj tagne pour trouver une basse température.

Si les montagnes ont une altitude suffi- ! santé pour que l'air soit constamment à 0° ou au-dessous, et que cette température se maintienne en toute saison, la neige ne fond jamais. On appelle région des neiges

perpétuelles, on persistantes, les altitudes de montagnes auxquelles la neige se conserve pendant l'été sans fondre, et limite des neiges perpétuelles ou persistantes, les hauteurs des montagnes auxquelles la neige, tombée pendant l'hiver, fond pendant l'été.

On comprend que la limite des neiges perpétuelles varie selon qu'il fait plus ou moins chaud au niveau de la mer, ou que la température est plus élevée dans les plaines. La limite des neiges perpétuelles est au niveau du sol dans les régions polaires» boréales ou australes, dont la température est toujours au-dessous de 0°. Elle est, au contraire, située à de très-grandes hauteurs dans les montagnes des chaudes régions de l'équateur, où la température des plaines est brûlante.

De Humboldt , dans son ouvrage sur l'Asie centrale ( 1 ) , xi donné un tableau représentant la limite des neiges perpétuelles, en Europe, en Asie et en Amérique, selon la latitude des lieux. Nous en extrayons les chiffres suivants, qui représentent la limite des neiges persistantes selon la latitude à laquelle appartiennent les montagnes.