SYSTÈME DE COSMOGONIE DE M. AMPERE

M. Ampère, dans ses leçons sur la classification naturelle des connaissances humaines, a émis sur la théorie de la terre des opinions fort ingénieuses, et a bien voulu nous les développer plus complètement dans quelques conversations particulières ; nous tâcherons d’en donner ici une idée, mais auparavant nous croyons devoir rappeler brièvement les hypothèses d’Herschell sur la formation même du globe.

Prenant les choses de très-loin, et s’appuyant sur des observations qu’il avait faites sur l’apparence des corps célestes, et en particulier des nébuleuses, Herschell se crut autorisé à admettre que la matière dont les mondes sont composés était d’abord à l’état gazeux. En effet, il avait vu que parmi les nébuleuses, les unes n’offrent à l’œil qu’une lumière diffuse et homogène, analogue à celle de la queue des comètes, tandis que d’autres présentent dans cette même lumière des points plus brillants qui semblent indiquer que les particules gazeuses commencent à se réunir en noyaux liquides ou solides. Il avait en outre remarqué que l’éclat de ces points s’augmente à mesure que la lumière diffuse va perdant de son intensité ; et de là il avait conclu assez naturellement que ces différences correspondaient aux différentes phases par lesquelles un monde passe depuis l’époque de sa formation.

«De même, disait-il, que pour faire l’histoire du chêne, l’homme n’a pas besoin de suivre un être de cette espèce pendant la longue période de son existence , qui surpasse de beaucoup la sienne propre , mais qu’il lui suffit de parcourir une forêt pour y observer des chênes dans tous les états par

lesquels ils passent successivement, depuis le développement de leurs cotylédons jusqu'à leur décrépitude et à leur mort, de même il suffirait de trouver dans le ciel des nébuleuses qui représentassent les différentes époques de la formation d’un monde , pour en déduire les différents états successifs par lesquels chacun d'eux a passé ou passera. »

Sous ce point de vue, Hersclieil considère chaque nébuleuse comme le germe, comme l’espoir d’un système de mondes futurs analogue au système complet de notre soleil et de nos étoiles; car, suivant lui, toutes les étoiles, en y comprenant la multitude innombrable de celles que l’on voit dans la voie lactée, ne forment qu’une nébuleuse parvenue au point où toute la matière s’est déjà concentrée en noyaux solides; tous ces noyaux constituent un ensemble comparable, pour la forme, à une meule de moulin, dont l'épaisseur, quoique immense, serait cependant très- petite, relativement à son diamètre. Dès lors, en nous supposant placés en un point quelconque de l’épaisseur de cette meule, lorsque nous tournons les yeux sur une de ses faces, nous ne pouvons apercevoir dans cette direction qu’un certain nombre des étoiles comprises dans l’épaisseur, tandis qu’en plongeant nos regards dans le sens du diamètre, nous voyons comme une infinité d’étoiles les unes derrière les autres, paraissant d’autant plus petites qu’elles sont plus éloignées, et formant par leur réunion l’apparence de la voie lactée.

L’hypothèse d’Herschell , remarque M. Ampère, n’a rien que de très-conciliable avec le texte de la Genèse : Terra autem erat induis et vacua ; le sens que les anciens donnaient au mot inanis, entraînant surtout l’absence de matière palpable, peut s’appliquer à l’état gazeux d’un corps. Au reste, ajoute le professeur, on verra bientôt se multiplier tellement les rapports entre le récit biblique et notre théorie, qu’il faudra conclure, ou que Moïse avait dans les sciences une instruction aussi profonde que celle de notre siècle, ou qu’il était inspiré.

S’il admet que les choses se sont passées comme le suppose Herschell, c’est-à-dire que tous les corps, soit simples, soit

NOTES

composés , qui ont concouru à la formation de notre système planétaire et de la terre en particulier, aient d’abord été à l’état gazeux, il faut admettre nécessairement que leur température était plus élevée à cette époque que celle à laquelle celui de ces corps qui est le moins volatil prendrait l’état gazeux. Sans nous inquiéter de savoir quel est ce corps, nous désignerons par la lettre A la température à laquelle il cesse d’exister à l’état de fluide élastique. Pour qu’il y ait formation de corps solides ou liquides aux dépens de cette immense masse gazeuse , il faudra supposer qu’il s’y opère un refroidissement, et le premier dépôt ne pourra arriver avant que la température, soit descendue au point A. Ce dépôt ne continuera qu’en vertu d’un refroidissement ultérieur, et sans que la partie déposée puisse acquérir une température supérieure à A. C’est ainsi que, si l’on a de la vapeur d’eau à 120°, on sait qu’elle ne pourra se liquéfier que lorsque, par un refroidissement successif, elle sera arrivée à 100°, et que, quoiqu’il y ait de la chaleur produite par la liquéfaction, cette chaleur ne peut que maintenir à 100° l’eau déposée, et jamais l'élever au-dessus.

Le premier dépôt ne sera très -probablement formé que d’une seule substance, soit simple, soit composée, car il est difficile d’admettre que deux substances différentes se liquéfient précisément au meme degré de température.

Quand toute cette substance, provenant d’une portion déterminée de l'espace , se sera réunie en une seule masse liquide (masse qui, si elle n’a pas de mouvement de rotation, prendra la forme d’une sphère , et qui , si elle en a, prendra celle d’un sphéroïde aplati) , il ne se formera plus de dépôt jusqu’à l’époque où, par l’effet du refroidissement, la masse sera descendue à la température B, qui est celle à laquelle une seconde substance se déposera sur le premier noyau, autour duquel elle formera une couche concentrique; le second dépôt se fera comme le premier, peu à peu, et sans que jamais la température de la surface puisse s’élever au-dessus de B.

Il en sera de même pour toutes les températures de moins

en moins élevées , auxquelles se déposeront successivement les autres substances restées jusqu’alors à l’état de gaz.

Jusqu’à présent, nous avons raisonné comme si les diverses substances déposées successivement n’exerçaient les unes sur les autres aucune réaction chimique. Dans ce cas, les parties centrales avaient bien à la vérité une température supérieure à celle des couches plus extérieures, mais, en vertu du refroidissement successif et de la différence entre les degrés de température où commence chaque dépôt, on ne voit pas qu'aucune couche puisse jamais reprendre une température assez élevée pour repasser en totalité ou en partie à l’état de fluide élastique, surtout si l’on songe à la pression des couches qui se seraient déposées au-dessus d’elle. Il résulte de là que chaque couche, soit qu’elle se forme d’une substance simple ou d’une substance composée, devrait, dans notre hypothèse, rester homogène, séparée des autres par des lignes de niveau sans mélanges et sans inégalités à la surface de contact. Tous ces dépôts ayant été l’effet d’un refroidissement lent et gradué, les diverses substances seraient rangées précisément dans l’ordre des températures où elles passent de l’état liquide à l’état gazeux.

Ce n’est pas ainsi, pourtant, qu’est composé le globe de la terre, et ce n’est pas ainsi que doivent l’être les planètes et les soleils répandus dans l’espace. Pour voir ce qui a dû arriver, rendons aux couches successives les propriétés chimiques dont elles sont douées, et cet ordre si régulier sera aussitôt détruit par d’immenses bouleversements.

Lorsqu’une nouvelle couche se dépose à l’état liquide, soit que la précédente existe encore à cet état , soit que déjà elle ait passé à l’état solide, il doit se manifester entre elles une action chimique résultant de l’affinité entre les deux substances, si chaque couche est formée par un corps simple (ce qui doit être rare), ou entre les éléments, si l’une d’elles ou si toutes deux sont des substances composées : de là formation de nouvelles combinaisons, explosions, déchirements, élévation de température, et (dans le cas où l’une des couches au moins contiendrait des éléments divers) retour à l’état de

NOTE S

gaz des éléments qui seraient séparés par l’effet de nouvelles combinaisons, soulèvement de la surface par une sorte d’ébullition, enfin formation de matière solide toutes les fois qu’un des nouveaux composés [exigerait pour rester à l’état liquide une température beaucoup plus élevée.

On sait quelle intensité de chaleur résulte des combinaisons chimiques, et combien ces températures sont supérieures à celles qui se produisent par la simple liquéfaction des gaz. Il pourra arriver ainsi que des couches inférieures, qui auraient déjà été solidifiées, 'passent de nouveau à l’état liquide, et dans le cas où la masse déposée serait très-considérable, il faudrait un temps assez long, pour que le centre, alors moins échauffé que la surface, se remît avec elle en équilibre de température.

Dans le moment où l’une de ces combinaisons viendrait de s’opérer, le maximum de température ne serait ni au centre, ni à la superficie de la masse, mais sensiblement à l’endroit où la dernière couche reposerait sur la précédente, puisque c’est là que, suivant notre supposition , se développerait l’action chimique.

Ce ne serait qu’après beaucoup de bouleversements , après que de grands morceaux de croûte déjà solidifiée auraient été soulevés par des éléments revenus à l’état gazeux, et en vertu d’un refroidissement ultérieur, que se pourrait former une croûte continue, assez solide pour mettre obstacle à de nouvelles combinaisons chimiques; mais quand la température se serait abaissée de manière à permettre que, sur cette couche solide, vînt se déposer une nouvelle substance à l’état liquide, susceptible de l’attaquer chimiquement, on verrait se reproduire une série de phénomènes analogues à ceux dont nous venons de parler.

Dans le cas où cette croûte solide ne serait pas susceptible d’être attaquée par le nouveau liquide déposé , mais où une couche inférieure serait de nature à l’être, il pourrait arriver que, pendant quelque temps, il n’y eût pas d’action chimique, mais qu’ensuite, à travers les fissures de la couche intermédiaire , fissures produites par les bouleversements précédents, ou ca sées par le retrait résultant d’un refroidissement

de cette couche moyenne postérieure à la solidification , le liquide déposé arrivât jusqu’à la couche attaquable. Le premier effet de cette pénétration serait de produire des explosions qui, augmentant les fissures de la couche préservatrice , mettraient en un plus large contact les deux couches qu’elle séparait. De là résulteraient des bouleversements nouveaux , dont les effets seraient d’autant plus intenses qu’ils auraient tardé davantage, et que les obstacles qu’ils auraient à vaincre seraient plus grands.

C’est ainsi qu’on peut rendre raison des révolutions successives qu’a éprouvées le globe terrestre, du brisement et de la disposition , sous toutes espèces d’inclinaisons , des couches formées d’abord selon des lignes de niveau.

On conçoit que la surface de la terre, au lieu d’avoir été en se refroidissant d’une manière graduelle, a dû éprouver des augmentations de température très-grands et très-brusques tonte les fois que se sont produites les réactions chimiques dont nous venons de parler.

Maintenant que la température est tellement abaissée, que parmi les corps susceptibles d’agir chimiquement avec violence il n’y a plus que l’eau qui soit à l’état liquide, ce n’est plus que de l’eau qu’on peut craindre un nouveau cataclysme. M. Ampère rappelle à cette occasion l’expérience de Davy, laquelle représente en miniature les bouleversements qui ont dû avoir lieu sur le globe terrestre, quand une substance jusqu’alors à l’état gazeux est tombée liquéfiée sur ce globe dont la surface était de nature à agir chimiquement sur elle. Cette expérience, comme on l’a vu dans la note précédente , consiste à projeter en l’air de l’eau, de manière à ce qu’elle retombe en gouttes imperceptibles sur une petite masse de potassium : à mesure qu’elle y arrive, chaque molécule d’eau est. décomposée , s.on hydrogène , % causé de l’élévation de température qui se produit , brûle avec une petite flamme semblable à celle d’un volcan ; il se fait au point de contact une petite cavité qui est le cratère , et l’oxyde de potassium se reîeve sur les bords en formant un monticule dont le cratère occupe le centre.

NOTES

Si l’eau tombe en quantité un peu plus considérable, 'il se fait un embrasement général de la surface du potassium , d’où résulte une multitude de crevasses et d’élévations comparables aux grandes vallées et aux chaînes de montagnes dont la terre est sillonnée. Au surplus, dit M. Ampère, il reste un grand monument des bouleversements qu’a produits sur le globe la décomposition des corps oxygénés par les métaux: c’est l’énorme quantité d’azote qui forme la plus grande partie de notre atmosphère. Il est peu naturel de supposer que cet azote n’ait pas été primitivement combiné , et tout porte à croire qu’il l’était avec l’oxygène sous la forme d’acide nitreux ou nitrique. Pour cela, il lui aurait fallu, comme on sait, huit à dix fois plus d’oxygène qu’il n’en reste dans l’atmosphère; où sera passé cet oxygène? Suivant toute apparence , il aura servi à l’oxydation de substances autrefois métalliques , et aujourd’hui converties en silice , en alumine, en chaux, en oxyde de fer, de manganèse, etc. Quant à l’oxygène qui existe dans l’atmosphère , ce n’est qu’un reste de celui qui n’est pas combiné avec les corps combustibles, joint à celui qui a été expulsé des combinaisons dans lesquelles il entrait, par du chlore ou des corps analogues'.

Dans les premiers moments de ce dépôt d’acide nitrique, à mesure que l’acide arrivait sur les métaux non oxydés , la combinaison se produisait , et bientôt il y eut une croûte complètement oxydée ; cette combinaison ne se passa pas, comme on peut le croire, sans qu’il y eût dégagement d’une énorme quantité de chaleur qui volatilisa de nouveau les portions de liquide qui continuaient à arriver, et maintint à l’état élastique celles qui allaient se liquéfier. Mais , le refroidissement s’opérant avec le temps , la précipitation recommença , et le noyau solide fut bientôt entouré d’un vaste océan acide. Pendant quelque temps , la croûte oxydée dut protéger contre l’action de cet acide les parties non encore oxydées qu’elle recouvrait; mais la mer d’acide croissait toujours, et, augmentant incessamment sa pression, se faisait chemin à travers les fissures ; il en dut résulter une oxydation, d’abord sourde,

puis violente, et qui enfin fit voler en éclats la croûte supérieure; de là, comme nous l’avons déjà dit, précipitation du liquide acide, nouvelle formation d’oxydes bouillants comme la lave; puis, par l’effet de la chaleur dégagée dans la combinaison, nouvelle vaporisation du reste de l’acide.

On a déjà dit qu’à mesure que ces événements se répétaient, la couche d’oxyde croissant, l’infiltration était plus difficile, les cataclysmes devenaient plus rares, mais en même temps ils étaient plus violents. Cependant , la terre se hérissait de plus en plus de montagnes formées des éclats de la croûte soulevée et inclinée dans toutes les directions. Il arriva enfin qu’après un refroidissement nouveau, une nouvelle mer s’étant formée, elle ne recouvrit plus toute la surface du noyau solide; quelques îles apparurent au-dessus des eaux ( apparuit arida , dit Moïse), et la terre fut entourée d’une atmosphère formée, comme la nôtre, de fluides élastiques permanents, mais dans des proportions probablement fort différentes. Il semble, en effet, résulter des ingénieuses recherches de M. Adolphe Brongniart qu’à ces époques reculées l’atmosphère contenait beaucoup plus d’acide carbonique qu’elle n’en contient aujourd’hui. Elle était impropre à la respiration des animaux , mais très-favorable à Ta végétation. Aussi la terre se couvrit-elle de plantes qui trouvaient dans l’air, bien plus riche en carbone , une nourriture plus abondante que de nos jours, d’où résultait un développement beaucoup plus considérable , que favorisait en outre un plus haut degré de température.

C’est ainsi que s’explique l’antériorité de la création des végétaux relativement aux animaux , et la taille gigantesque des premiers. Nous trouvons en effet, à l’état fossile, des végétaux analogues à nos lycopodes et à nos mousses rampantes, mais qui atteignent deux cents et jusqu’à trois cents pieds de longueur.

La première création était toute composée de plantes acotylédones. A une époque postérieure vinrent s’y mêler des conifères et des cycadées, puis parurent les plantes monocotylédones, et enfin les dicotylédones, que l’on peut regarder

NOTES

comme plus parfaites et mieux organisées pour résister au froid.

Cependant les débris des forêts s’accumulaient sur le sol, s’y décomposaient, et l’hydrogène carboné qui résultait de cette décomposition se répandait dans l’atmosphère. Là il était décomposé par des explosions d’électricité , alors beaucoup plus fréquentes en raison de la plus grande élévation de température. Un monument de cette époque nous est offert par les bouilles , immenses débris des végétaux carbonisés.

La même action qui avait produit l’apparition des îles (l’action du liquide acide pénétrant à travers les fissures de la croûte oxydée) se répéta encore, et fut suivie incessamment des mêmes phénomènes d’effervescence , d’où résultèrent de nouveaux soulèvements. Seulement, tandis que les bouleversements antérieurs n’avaient fait apparaître au-dessus des eaux que des pics isolés, de simples îles, ceux-ci mirent à sec de vastes continents.

A chaque grand cataclysme, la température de la surface du globe s’élevant considérablement, toute organisation devenait impossible jusqu’à ce qu’elle se fût abaissée de nouveau. C’est en raison de cela que nous voyons à des couches qui renferment d’anciens végétaux et même les premiers animaux succéder d’autres couches où il n’y a plus de débris de corps organisés.

L’absorption et la destruction continuelle de l’acide carbonique par les végétaux rendaient l’air de plus en plus semblable en composition à ce qu’il est maintenant , l’eau devenait en même temps de moins en moins chargée d’acide ; cependant l’atmosphère n’était pas encore propre à entretenir le vie des animaux qui respirent l’air directement ; ce fut en effet dans l’eau qu’apparurent d’abord les premiers êtres appartenant à ce règne : des radiaires et des mollusques.

La première population des mers fut uniquement composée d’invertébrés, puis vinrent les poissons , et plus tard les reptiles marins, tels que les énormes plésiosaures, et même, d’après le récit de Moïse , des oiseaux qui devaient être surtout des oiseaux aquatiques, puisqu’ à cette époque le rapport

des parties découvertes aux parties submergées du globe était bien moindre qu’à présent.

De ces 'grands reptiles qui ont successivement habité les eaux de la mer, une seule race, dit M. Ampère, mais une race bien dégénérée sous le rapport des dimensions, subsiste encore aujourd hui : c’est la tortue. Après l’époque des poissons, après celle des reptiles et des oiseaux , vinrent les mammifères , et enfin l’atmosphère s’étant suffisamment épurée , la terre étant capable d’entretenir une plus noble génération , apparut l’homme, le chef-d’œuvre de la création.

Cet ordre d’apparition des êtres organisés, remarque M. Ampère, est précisément l’ordre de l’œuvre des six jours, tel que nous le donne la Genèse. Depuis l’apparition de l’homme, ajoute-t-il , la seule catastrophe qu’ait éprouvée le globe est celle qui correspond au déluge; peut-être est-ce à elle qu’est dû le soulèvement des chaînes de l’Himalaya et des Andes. Maintenant 'la croûte qui nous sépare du noyau non oxydé est si épaisse, que les bouleversements sont devenus très-rares ; sa résistance est même telle, que, quand une fissure a lieu en quelque point, l’explosion se fait isolément, et ses effets ne s’étendent point à toute la terre : ainsi, quoique le choc se propage parfois à une grande étendue, le brisement de l’enveloppe solide ou la déjection des matières liquéfiées se fait en un espace très-limité. Parmi ces catastrophes du second ordre, la plus remarquable par son étendue est celle qui s’observa le 29 septembre 1759 , à Jorullo , au Mexique, et où , entre autres accidents, on vit dans une savane située au-dessous du volcan une étendue de quatre milles carrés se soulever en vessie et se hérisser de plusieurs milliers de petits cônes basaltiques, de fumaroles qui exhalaient une vapeur épaisse.

Cette hypothèse d’un noyau non oxydé, déjà présentée par Davy comme la seule admissible , explique très-bien les volcans, sans qu’on ait besoin de supposer que la terre ait en elle une chaleur énorme qui serait due à l’état de fusion de sa partie intérieure. En effet, cette masse non oxydée est une source chimique intarissable de chaleur qui se manifestera

NOTES

toutes les fois qu’un corps viendra former avec elle quelques combinaisons; de sorte qu’un volcan en activité semblerait n’être autre chose qu’une fissure permanente, une correspondance continuelle du noyau mon oxydé avec les liquides qui surmontent la couche oxydée. Toutes les fois qu’a lieu cette pénétration des liquides jusqu’au noyau non oxydé, il se produit des élévations de terrain, et c’est un effet qu’on pouvait prévoir, puisqu’on sait que le métal, en s’oxydant, doit augmenter de volume. La chaleur résultant de l’action chimique doit avoir son maximum d’intensité au point où se fait la combinaison , c’est-à-dire à la surface de contact de la partie oxydée avec le noyau métallique, et de là elle doit se propager non-seulement vers l’extérieur du globe, mais aussi vers son intérieur; on voit, d’après cela, que la marche de la chaleur dans l’intérieur du globe est une marche centripète; à mesure que l’oxydation de la croûte va plus avant, la région des actions chimiques, source de la chaleur dégagée, se propage, en s’affaiblissant du dehors vers le dedans, de sorte que si les métaux, dit M. Ampère, étaient moins bons conducteurs, on pourrait supposer au centre une très-basse température.

Ce que nous venons de dire paraît au premier abord en opposition avec les faits observés. On a reconnu, en effet, qu’à partir de la surface la température va toujours en augmentant, et on s’est pressé d’en conclure que l’augmentation continue jusqu’au centre , ou au moins jusqu’au noyau liquide.

Les observations sont bonnes , mais la conclusion est attaquable. Remarquons d’abord que cette augmentation de température à partir de la surface jusqu’à une certaine profondeur ne fournit pas matière à une objection; dans notre hypothèse même , elle est nécessaire, puisque le maximum d’intensité de la chaleur doit être au point de contact du noyau métallique avec la couche oxydée. Ajoutons que l’homme s’enfonce au plus à une lieue en terre, en sorte qu’il ne peut observer ce qui se passe que sur : du diamètre du globe. Conclure de ce qui s’observe dans cette petite

fraction du diamètre à ce qui a lieu dans toute son étendue est une extrême légèreté , et c’est au contraire en physique une règle imprescriptible , qu’on ne doit considérer une loi comme générale que quand elle a été observée directement dans la plus grande partie de l’échelle.

Ceux qui admettent la liquidité du noyau intérieur de la terre paraissent ne pas avoir songé à l’action qu’exercerait la lune sur cette énorme masse liquide , d’où résulteraient des marées analogues à celles de nos mers, mais bien autrement terribles, tant par leur étendue que par la densité du liquide. Il est difficile de concevoir comment l’enveloppe de la terre pourrait résister, étant incessamment battue par une espèce de levier hydraulique de 1400 lieues de longueur.

Aujourd’hui les eaux de la mer n’étant plus acides, quand une fissure se forme dans la croûte terrestre et met à nu le noyau métallique, le liquide qui se précipite sur lui, prêt à l’oxyder, est sensiblement de l’eau pure : donc les gaz qui se dégageront devront être hydrogénés, et c’est en effet ce que confirme l’expérience.

Si cette eau rencontre des métaux très-oxydables, et que l’oxygène dégagé ne rencontre aucun corps qui ait pour lui une grande affinité, il se dégagera pur, et pourra, dans certaines circonstances, produire de belles flammes en arrivant au contact de l’air. S’il rencontre, au contraire, des corps avec lesquels il est susceptible de produire des liydracides, il s’en formera, et comme ces corps se vaporisent aisément , on verra des fumées acides s’échapper par les orifices.

Davy, dans ses voyages aux volcans, a constaté le dégagement de l’hydrogène, soit à l’état de pureté, soit à l’état de combinaison avec le soufre, le chlore ou le carbone.

On pouvait, il y a quelque temps, opposer des objections à cette théorie , en ce qui concerne la formation de l’hydrogène chloruré ; on n’admettait pas, en effet, que l’eau pût décomposer un chlorure métallique et lui arracher son chlore, mais Berzélius a prouvé récemment, par des expériences directes , que l’eau décompose le chlorure de silicium.

La source de chaleur, avons-nous dit, se trouve au contact

NOTES

de la couche non oxydée et de la couche oxydée ; elle est due en grande partie à l’action chimique qui a eu lieu dans cette région. Ajoutons qu’il existe, pour sa production, une cause secondaire dans les courants électriques qui résultent du contact de ces deux couches hétérogènes. Un autre effet des courants produits par cet immense couple galvanique se manifeste à la surface de la terre dans la direction de l’aiguille aimantée. Les courants .se produisent ainsi au contact des couches de différents oxydes, mais moins énergiquement, en raison de la moindre conductibilité des oxydes. Leurs effets tendent à se manifester également à la surface de la terre. Quant à la direction qu’ils y affectent, on peut soupçonner qu’elle est déterminée par l’action du soleil , qui , échauffant successivement les divers méridiens, diminue ainsi, pour un temps, la conductibilité des parties correspondantes dans les couches les plus superficielles de la croûte.