PREMIÈRE PARUE. — LETTRE XVI

Pourquoi on éprouve partout et dans toutes les saisons le même degré de froid, lorsqu'on monte sur les plus hautes montagnes, aussi bien que lorsqu'on descend dans les caves les plus profondes.

C'est un phénomène bien étrange que partout , sur la terre , lorsqu'on monte à une très-grande hauteur, comme de 24,000 pieds (supposé que cela fût possible), on y éprouve le même degré de froid , pendant qu'ici-bas les variations de la chaleur sont si considérables, non-seulement par rapport aux différents climats , mais aussi au même endroit, selon les différentes saisons de l'année. Cette variété en bas est sans doute causée par le soleil; et il semble que son influence devrait être la même en haut et en bas, surtout quand nous pensons qu'une hauteur de 24,000 pieds, ou d'un mille , n'est absolument rien par rapport à la distance du soleil, qui est d'environ trente millions de milles, quoique cette hauteur soit fort grande à notre égard, et surpasse même les plus hauts nuages; c'est donc un doute fort important qu'il faut tacher de résoudre. Pour cet effet, je remarque d'abord que les rayons du soleil n'éeha u ffenl les corps qu'autant que les corps ne leur accordent pas un libre passage à travers. Votre Altesse sait qu'on nomme ces corps transparents, pcllucides et diaphanes, à travers lesquels nous pouvons voir les objets. Ces corps sont le verre, le cristal, le diamant, l'eau et plusieurs autres liqueurs, quoique les unes soient plus ou moins transparentes que fes autre*. Un tel corps transparent étant exposé au soleil n'en devient pas autant échauffé qu'un autre corps non transparent, comme du bois, du fer, etc. Tels corps qui ne sont pas transparents sont nommés opaques : ainsi un verre ardent , en transmettant les rayons du soleil, brûle les corps opaques, et cependant le verre lui-même n'en est pas échauffé. Aussi 1 eau étant exposée au soleil n'en devient un peu chaude qu'en tant qu'elle n'est pas parfaitement transparente; et quand nous voyons que l'eau, vers les bords des rivières, est assez échauffée par le soleil, c'est que le fond, comme un corps opaque, est échauffé par les rayons transmis par l'eau. Or un corps chaud échauffe toujours ceux qui lui sont voisins , et partant l'eau dont je viens de parler est échauffée par le fond : mais si l'eau est très-profonde, de sorte que les rayons ne puissent pénétrer jusqu'au fond , on n'y sent presque pjnt de chaleur,

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quoique le soleil y donne bien fort. Maintenant l'air est un corps très-transparent , et même dans un plus haut degré que le verre ou l'eau; d'où il s'ensuit que l'air ne saurait être échauffé par le soleil , puisque les rayons passent librement à travers: Toute la chaleur que nous sentons souvent dans l'air lui est communiquée par les corps opaques qui ont été échauffés par les rayons du soleil; et s'il était possible d'anéantir tous ces corps, l'air ne souffrirait presque aucun changement dans sa température par les rayons du soleil; il demeurerait également froid, soit qu'il fût exposé au soleil ou non : cependant l'air ici-bas n'est pas parfaitement transparent ; quelquefois même il est tellement chargé de vapeurs , qu'il perd presque entièrement sa transparence, en nous présentant un brouillard; et quand l'air se trouve dans un tel état, les rayons du soleil y ont plus de prise et le peuvent échauffer immédiatement. Mais de telles vapeurs ne montent pas fort haut , et à la hauteur de 24,000 pieds et au delà l'air est si subtil et si pur qu'il est parfaitement transparent, et partant les rayons du soleil n'y sauraient immédiatement produire aucun effet. Cet air est aussi trop éloigné des corps terrestres, pour qu'ils lui puissent communiquer leur chaleur ; une telle communication ne saurait aller fort loin. De là Votre Altesse comprendra aisément que dans les régions fort élevées au-dessus de la surface de la terre , les rayons du soleil ne sauraient produire aucun effet; et partant il doit y régner partout- et toujours le même degré de froid, puisque le soleil n'y a aucune influence , et que la chaleur des corps terrestres ne saurait se communiquer jusque-là. 11 en est à peu près de même sur les hautes montagnes , où il fait toujours plus froid que sur les plaines et les vallées. La. ville de Quito, au Pérou, se trouve presque sous l'équateur, et. à juger de sa situation, la chaleur y devrait être insupportable; cependant l'air y est assez tempéré et ne diffère pas beaucoup de celui de Paris. Or cette ville est située sur une grande hauteur au-dessus de la véritable surface de la terre ; quand on y va de la mer, il faut monter pendant plusieurs jours, de sorte que le terrain y est aussi élevé que les plus hautes montagnes qu'on nomme les Cordilières. A cause de cette dernière circonstance, il semble bien que l'air y devrait devenir aussi chaud que sur la surface de la terre, puisqu'il louche partout à des corps opaques sur lesquels tombent les rayons du soleil. Cette objection est bien forte, et il ne saurait y avoir d'au- Ire raison que celle que l'air à Quito étant fort élevé doit être beaucoup plus subtil et moins pesant que chez nous, comme le baromètre y étant aussi de quelques pouces plus bas que chez

nous le prouve incontestablement. Or un tel air n'est pas susceptible de tant de chaleur qu'un air plus grossier, puisqu'il ne peut pas contenir tant de vapeurs et d'autres particules qui voltigent ordinairement dans l'air : or nous savons, par l'expérience, qu'un air fort chargé est beaucoup plus propre à devenir chaud. Je peux encore ajouter un autre phénomène semblable qui n'est pas moins surprenant : c'est que dans les caves très-profondes, ou encore plus bas, s'il est possible d'y parvenir, il y règne partout et toujours le même degré de chaleur ; la raison en est à peu près la même. Comme les rayons du soleil ne produisent leur effet que sur la surface de la terre , d'où ils se communiquent aussi bien en haut qu'en bas, cette communication ne pouvant pénétrer fort loin, les très-grandes profondeurs y seront absolument insensibles, de même que les trop grandes hauteurs. J'espère que ce dénoûment satisfera la curiosité de Votre Altesse *.

3 juin 1760.

Sur les rayons do la lumière et sur les systèmes de Descartes et de Newton,

Ayant tant parlé des rayons du soleil, qui contiennent la source de toute la chaleur et de la lumière dont nous jouissons , Voire Altesse demandera sans doute ce que c'est que les rayons du soleil? c'est sans contredit une des plus importantes questions de la physique, et de laquelle dépendent une infinité de phénomènes. Tout ce qui regarde la lumière et ce qui nous rend visibles les objets est étroitement lié avec cette question. Les anciens philosophes semblent s'être fort peu souciés du dénoûment de cette question. La plupart se sont contentés de dire que le soleil est doué d'une qualité d'échauffer et d'éclairer ou de luire; maison a bien raison de demander en quoi consiste cette qualité? Est-ce que quelque chose du soleil même ou de sa substance parvient jusqu'à nous? ou bien se passerait-il quelque chose de semblable à une cloche dont le son parvient jusqu'à nous, sans que la moindre partie de la cloche

1. Des observations souvent répétées dans l'intérieur des mines les plus profondes ont prouvé que la température du globe augmente environ de 1" pour un accroissement de profondeur de 25 à 30'". Comme cette augmentation ne peut s'expliquer par les variations diurnes et annuelles de la température à la surface, lesquelles résultent de l'absorption inégale des rayons solaires, on en a conclu avec raison que la terre possède une chaleur primitive qui lui est propre, et qu'elle perd lentement par le rayonnement dans l'espace.