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ballons'sondes : les cerfs-volants d'une part, les ballons montés de l'autre, en permettent l'étude appro-

couche est comprise entre 3.500 et l'altitude. Ici, plus ou presque plus de irizontaux de translation, sauf dans

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les parties les plus élevées où des courants de retour font voyager les cirrus, ces légers nuages, formés d'aiguilles de glace, qui semblent, par leur présence, marquer la hauteur limite à laquelle l'homme peut s'élever. On n'y rencontre que des mouvements verticaux de convection. soit ascendants, soit descendants. L'ensemble de ces deux premières couches, dont l'épaisseur totale est de 10.000 à 12.000 mètres, constitue ce que Teisserenc de Bort appelle la troposphère.

Au-dessus de la troposphère, et jusqu'aux limites de l'atmosphère effective, est une couche où les gaz, en repos presque complet, ne sont animés d'aucun mouvement. Ils se superposent en couches de densité logarithmiquement décroissantes; on ne les y peut étudier qu'à l'aide de ballons-sondes. Cette couche est désignée souple nom de stratosphère] on n'y observe plus de nuages; la tempérg^ture y est toujours très basse : nous verrons dans un chapitre ultérieur comiment s'y établit la loi de sa variation. La surface de séparation entre la tropogphère et la stratosphère se détermina avec une précision relativement grande, soit par l'observation de la hauteur maximum à laquelle se forment les nuages, soit par les observations des lueurs crépusculaires. On a constaté, en outre, que les masses de fumée lancée par les cratères des volcans en éruption s'élèvent en colonnes droites à travers la troposphère et commencent à s'élargir, à s'étaler en nappes horizontales à partir de la stratosphère. Ceci semble démontrer que les courants ascendants cessent de se faire sentir à partir de l'altitude de 10 à 12 kilomètres.

Cependant, comme nous l'avons signalé plus haut, certaines raisons conduisent à supposer qu'à partir de l'altitude de 75 à 80 kilomètres, l'atmosphère terrestre présente une nouvelle discontinuité et que ses propriétés et sa composition subissent des changements

assez brusques. Déjà, Tétude des phénomènes lumineux crépusculaires conduit à penser qu'il y a une couche réfléchissante entre 75 et 80 kilomètres de hauteur. De plus différents observateurs ont aperçu, entre 1885 et 1887, à une hauteur moyenne de 80 kilomètres, des nuages lumineux que nous n'observons plus aujourd'hui, et qui, selon toute vraisemblance, étaient des résultats de l'éruption du Krakatoa qui, arrivée en 1883, peut être considérée justement comme le plus violent paroxysme volcanique qui se soit produit depuis que les hommes écrivent l'Histoire.

Nous verrons au chapitre III que les couches supérieures de l'atmosphère doivent être composées presque uniquement d'hydrogène. Est-ce à cette altitude de 80 kilomètres que commence cette prédominance de l'hydrogène, et cette prédominance, succédant à celle de l'azote, se fait-elle par voie de continuité ou, au contraire, l'altitude de 80 kilomètres marque-t-elle, comme le pensent quelques savants en se basant sur l'étude de certains phénomènes sonores, une zone de discontinuité ? Nous ne le savons pas ; seules, des analyses d'air puisé à l'aide de ballons-sondes pourraient nous renseigner d'une façon matérielle, mais le plus heureux de ces ballons n'a encore atteint que l'altitude de 37.700 mètres.

Il y a donc là un gros point d'interrogation dans l'histoire de notre atmosphère. Toutefois, nous pouvons retenir de tout ceci que, dans cette couche de 80 kilomètres qui semble constituer l'atmosphère effective, les trois ou quatre premiers kilomètres à partir de la surface terrestre sont seuls le siège des mouvements tourbillonnants les plus importants que comporte la troposphère. Ce résultat des observations est en tout conforme à l'admirable théorie d'Helmholtz sur les vagues et les perturbations atmosphériques, théorie que nous résumerons en parlant de la circulation généfale de l'atmosphère.

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Mais, la curiosité de l'homme devant la Nature est insatiable ; nous savons que cette couche gazeuse qui est au-dessus de Taltitude de 80 kilomètres, à 100 au maximum, présente des propriétés inattendues. Et déjà nous nous demandons, ce qui est bien légitime^ si nous avons idée de ce qu'il y a « au-dessus ».

Les travaux du EK Wegener ont éclairé la question d'un jour nouveau ; et bien que ce soit quelque peu anticiper sur les chapitres ultérieurs de ce livre, il est utile de mentionner, dès à présent, les résultats auxquels il est arrivé. Aussi bien, dans l'exposé des problèmes qui restent à résoudre relativement à ce milieu presque infini qu'est l'atmosphère, où les gaz se répandent chacun comme s'il était seul, occupant tout l'espace qui lui est offert sans souci de ses semblables, est-il difficile de tracer entre les diverses parties de la question des limites trop précises. Tout se tient dans la science de Fair. Dans l'étude d'aucune de ses propriétés définies, on ne saurait sans inconvénient faire abstraction des autres. Notre incursion sur ce terrain réservé à un des chapitres suivants sera donc sans inconvénient, surtout pour le lecteur curieux de connaître les idées nouvelles que les dernières découvertes ont fait éclore.

Comme nous le verrons avec plus de détails au chapitre des variations de la pression, dans la stratosphère, l'azote tend à prédominer; cette tendance à la prédominance de l'azote va en augmentant jusque vers la hauteur de 40 kilomètres environ. Après cela, il diminue et c'est l'hydrogène qui manifeste de plus en plus son autorité : à 60 kilomètres il y a déjà, dans l'atmosphère raréfiée de ces altitudes, 13 % d'hydrogène contre? °/o d'oxygène, 77 Vo d'azote et 1 °/o d'hé- Ûum. Mais dès qu'on dépasse l'altitude de 75 à 80 kilomètres, c'est l'hydrogène qui domine et à partir de 80 kilomètres, nous sommes en présence d'une atmosphère presque entièrement composée d'hydrogène et

d*hélium. La surface de séparation de cette couche avec la stratosphère sous-jacente est assez nette, la différence de densité est assez tranchée pour donner lieu à des phénomènes de réflexion totale des sons dont nous parlerons plus tard.

A partir de 100 kilomètres, Tazote a disparu; il n'en reste plus que 1 °/o contre 4 °/o d'hélium et 95 % d'hydrogène. Mais alors apparaît un nouveau gaz, dont la teneur dans l'atmosphère doit aller en augmentant dans les couches supérieures, pour les mêmes raisons que l'hydrogène l'a emporté sur l'azote dans les couches prédédentes : c'est \^ géotovonium.

Ce gaz, identifié par l'analyse spectrale dans le spectre des aurores polaires, n'a pas encore été isolé; on n'en a jamais eu le moindre centimètre cube dans un laboratoire, et cependant on peut, presque avec certitude, en affirmer l'existence. Voici quelles raisons on a de penser ainsi. Nous avons vu qu'au delà de 100 kilomètres commence la zone hydrogénée de l'atmosphère. C'est dans celte zone qu'apparaissent les bolides et les étoiles filantes ; échauffés par le frottement contre les molécules d'hydrogène de cette zone, ces météores, grâce à leur énorme vitesse, arrivent ainsi à l'incandescence; mais à leur entrée dans la stratosphère, ils pénètrent dans la zone de l'azote qui les refroidit et leur incandescence s'éteint brusquement. La zone hydrogénée se continue jusque vers 200 kilomètres. A partir de cette altitude le géocoronium commence déjà à être en proportion égale à celle de l'hydrogène, et plus haut, il va l'emporter à cause de sa légèreté plus grande. Alors commence une nouvelle tranche de l'atmosphère dont l'altitude, si l'on admet les résultats que fournissent les observations de phénomènes lumineux, dépasse 500 à 600 kilomètres. C'est dans cette tranche que se produisent les aurores polaires, qui nous ont montré l'existence de cette quatrième partie de l'atmosphère.

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Les aurores polaires, en effet, sont une manifestation électrique, une décharge comme celle qui se produit dans un tube à gaz raréfié, comme le tube de Crookes. Les arcs lumineux que les voyageurs polaires ont eu Toccasion de constater et d'étudier au cours de leurs hivernages partent de cette quatrième tranche atmosphérique. Or, dans l'analyse, faite au spectroscope, de la lumière qu'ils émettent, on a constaté à côté de l'existence des raies de Tazote et de l'hydrogène, l'apparition de raies nouvelles n'appartenant à aucun corps connu, et l'une d'entre elles, de longueur d'onde 577 (X(x^ était patrticulièrement nette. Cette raie était tellement voisine de celle du krypton que les astrophysiciens les plus éminents, comme Higgins, Schuster et sir W. Ramsay, conclurent à la présence de gaz dans la couche atmosphérique où apparaîtrait Tare brillant. Alors l'astronome allemand Scheiner pensa, au contraire qu'il s'agissait d'un corps nouveau, car, le krypton est un des gaz dont la densité, voisine de 4, est la plus forte, tandis que les gaz légers seuls peuvent subsister dans les très grandes altitudes atmosphériques. Le D*" Wegener confirma les vues de l'astronome de Potsdam et admit que le nouveau gaz, à qui il fallait bien attribuer la propriété « exclusive » de la raie 577 (Xfi, était le même que le coronium décelé par le spectroscope dans la « couronne solaire » : il le nomma le géocoronium.

Ainsi, voici un nouvel élément constitutif de l'atmosphère; il est plus léger que l'hydrogène, plus léger que l'hélium; ses molécules, par leur légèreté même, échappent à la captivité dans les couches inférieures de l'air pour se cantonner aux altitudes dépassant 600 ou 800 kilomètres. Leur vitesse les chasse, hors de la zone d'attraction, vers le Soleil qui les aspire, comme il aspiré l'hélium et l'hydrogène de notre atmosphère.

Et l'existence de ce nouveau gaz, dont les molécules

LES PROÈLÈMES DE l'aTMOSPHÈRE

errantes vont delà Terreau Soleil, nous fait penser à l'impossibilité de fixer une limite à l'atmosphère terrestre, au sens géométrique du mot. Dès lors, c'est par une chaîne continue de molécules de plus en plus raréfiées que l'on passe de l'atmosphère que nous respirons à cet espace qui ne saurait être « vide » au sens absolu du mot, puisqu'il est rempli de molécules voyageuses, mais dans lequel la pression tombe audessous de toute valeur concevable, jusqu'à ce qu'il atteigne les régions supérieures de la « couronne solaire », où commence l'atmosphère de Tastre centrai : Natura non facit saltus!