LATITUDES

Hauteur au- desssus

de la mer.

Tempérât.

de

la terre.

Tempérât, de l’air.

ORSERVATEURS.

Degrés.

Mètres.

Degrés centigrades.

Smith.

Humboldt.

Hamilton.

Hunter.

Ferrier.

Hamilton.

De Buch.

Nouet.

Mansfield.

Warden.

Cordier.

Saussure.

Bouvard.

Kirwan.

Dalton.

Erman.

Playfair.

Walhenberg.

A ces observations nous ajouterons les suivantes, faites en Russie par le professeur Kupffer lui-même.

i Kupffer, Sur la température moyenne de l’atmosphère et de la terre, dans quelques parties de la Russie. (Poggendoçf Annalen, 1829.)

M. Kupffer a suivi l’échelle thermométrique de Réaumur (l’auteur anglais y a substitué l’échelle de Fahrenheit ; nous avons préféré indiquer la température en degrés centigrades. (Note du traducteur.)

Température Températme Latitude. Hauteur. de la terre. de l’air.

Kisnekejewa 54 ± 300 4,37 1,50

Kasan 56 * 30 6,25 3,00

Nishney-Tagilsk. . . 53 200 2,87 —0,25

"Wercholurie 59 200 2,37 —0,87

Bogoslowsk 60 200 1,87 —1,50

Si les tables ci-dessus sont exactes, elles suffisent pour prouver que, quoique la température terrestre, déduite de celle des sources, décroisse en allant de l’équateur aux pôles, elle ne décroît pas portionnellement à la température moyenne de l’air dans les memes localités. Cela semble indiquer qu’il y a quelque cause modifiante dont l’aclion est indépendante de l’influence solaire. M. de "Wahlenberg a remarqué que beaucoup d’arbres et de plantes qui ont de profondes racines ne fleurissent que parce que la température de la terre excède la température moyenne de l’air; et le professeur Kupffer dit aussi qu’il a eu souvent occasion de confirmer cette observation dans la partie nord des monts Ourals.

Au point de contact entre l’atmosphère et la terre, si l’une et l’autre possèdent des sources différentes de température, nous devons présumer qu’elles doivent exercer une action mutuelle l’une sur l’autre, et que par conséquent des températures moyennes égales à la surface, sur différentes parties de la terre, doivent, jusqu’à un certain point , correspondre à des températures terrestres égales, prises à des profondeurs peu considérables. Celte conjecture peut servir à faire concevoir la conclusion du professeur Kupflèr, que « si nous joignons par des lignes tous les points qui ont la même « température terrestre, ces lignes isogéothermes ressemblent aux <( lignes isothermes (d’une égale température moyenne de la conte trée), en ce sens qu’elles sont comme celles-ci parallèles à l’équa- <( teur, sauf quelques divergences en plusieurs points ' . »

La température de la surface, déduite de celle des sources, est sans aucun doute sujette à beaucoup d’erreurs, puisque ce mode d’évaluation est uniquement fondé sur la présomption que les sources ont pris la température de la terre à des profondeurs moyennes. En effet, les sources qui passent à travers des couches poreuses avant de parvenir au dehors peuvent, à la vérité, prendre celte température des roches qu’elles traversent; mais on ne peut supposer qu’il en soit de même de celles qui paraissent venir d’une grande profondeur, quoiqu’elles aient dû se refroidir dans leur ascension jusqu’à la surface.

s Kupffer, mémoire cilé plus haut.

-j g TEMPERATURE DES SOURCES.

L’évidence de cette opinion , que beaucoup de sources viennent de profondeurs considérables et possèdent une température indépendante de l’influence solaire, repose sur leur grande chaleur, qui varie depuis le point d’ébullition de l’eau jusqu’aux températures ordinaires. Il est impossible de rendre compte de ce fait autrement qu’en supposant que cette grande chaleur est communiquée à l’eau dans des parties de la terre très éloignées de la surface, et soustraites à l’influence atmosphérique.

MM. Berzélius, De Hoff, Keferstein, Bischoff et autres savants, ont cherché à déterminer l’origine de la chaleur des sources thermales. Le premier s’est occupé des eaux thermales qui sont chargées de différents sels de soude et d’acide carbonique, et il a attribué leur origine à l’infiltration des eaux atmosphériques dans des régions volcaniques souterraines, au sortir desquelles elles sont forcées de remonter à la surface, chargées des substances avec lesquelles elles se sont combinées dans leur passage au milieu des matières volcaniques.

M. De Hoff combat la théorie qui attribue à un simple point volcanique la production de la chaleur nécessaire 5 et il regarde comme bien plus probable que cette chaleur est due aux opérations qui, dans l’intérieur de la terre, donnent naissance aux volcans et aux tremblements de terre.

M. Keferstein admet que les vapeurs et les sources chaudes sont dues à une action volcanique, dont le centre peut être situé à une grande profondeur, même au-dessous des formations les plus anciennes.

M. Bischoff, qui rapporte ces diverses opinions * , paraît n’en avoir aucune qui lui soit propre sur ce sujet-, mais il appelle l’attention sur l’accroissement possible de la température des eaux par la chaleur interne de la terre à de grandes profondeurs, indépendante des feux volcaniques 5 et il fait observer que les canaux à travers lesquels les eaux passent pour venir à la surface, étant une fois échauffés, leurs parois doivent transmettre au dehors peu de chaleur : en effet, lès roches sont de mauvais conducteurs du calorique, ainsi qu’on le voit clairement dans les courants de laves, sur la surface extérieure desquels on peut appliquer la main pendant quelques instants, tandis que le centre est encore en fusion \

À l’appui de l’opinion, que les eaux termales peuvent devoir leur haute température à une chaleur intérieure générale, et non pas à

t Sur les sources minérales volcaniques en Allemagne et, en France, et Nouveau Journ . philos. d’Edi/nb., 1830.

a MonUcelli et Cervelli.

de simples points volcaniques près de la surface de la terre, on peut remarquer que les sources thermales se rencontrent dans presque toutes les positions, et sont quelquefois très éloignées de tous les cantons volcaniques de la surface.

La connexion immédiate des geysers et des volcans de l’Islande est tellement évidente, que peu de personnes oseraient la contester. Mais lorsque dans d’autres pays on a trouvé des sources chaudes sortant des crevasses de couches non volcaniques, on a inventé des théories pour expliquer leur origine par des combinaisons chimiques à de petites profondeurs. Cependant la nature des sels tenus ordinairement en dissolution dans ces eaux ne sert pas à confirmer cette idée, et M. Berzélius a démontré qu’on ne pouvait pas la défendre à l’égard des eaux de Carlsbad.

Nous citerons ici quelques exemples pour prouver la variété des roches au milieu desquelles on rencontre des sources thermales. Elles paraissent très communes dans les chaînes de montagnes, circonstance qui, d’après l’hypothèse que les chaînes ont été soulevées par une force agissant de bas en haut, ajoute une forte probabilité à l’existence d’une chaleur générale au-dessous de la surface. On en a observé en différents endroits dans la chaîne de l’Himalaya. Le capitaine Hodgson en cite, dans le bassin de la rivière de Jumma, qui sont tellement chaudes, qu’on ne pouvait y tenir la main que peu d’instants, et dont la température était trop élevée pour être mesurée par les thermomètres à courte échelle, ordinairement employés à mesurer la chaleur de l’atmosphère.

A Jumnotri, il y a des sources thermales très abondantes qui sourdent à travers des crevasses dans le granit. La chaleur de ces sources a été évaluée être très approchée du degré de l’ébullition : on ne pouvait y tenir le doigt pendant deux secondes. Comme on a estimé que Jumnotri est situé à 10,483 pieds au-dessus de la mer, l’eau pourrait y bouillir à une température plus basse que dans les plaines; de plus, on a lieu de croire que ces sources dégagent des gaz , car elles jaillissent avec un fort bouillonnement : quoi qu’il en soit, la température de ces eaux paraît être très considérable \

Dans la chaîne des Alpes, il y a aussi beaucoup de sources thermales, ainsi que l’a remarqué M. Bakewell. Les eaux thermales des bains de Gastein , dans le pays de Salzbourg, sont très connues.

Yoici les sources chaudes des Alpes citées par M. Bakewell ? :

1 Hodgson, Asiatic researches, vol. xiv; et Journ. philos. cV Edimb., vol. vin, 3 Sur les sources thermales des Alpes : Philos Mag et Annals, i 830.

Naters (Haut -Valais) 5 température 30° cent. ‘. — Leuk (Haut- Valais) -, 12 sources, température variant de 47°, 22 à 52°, 22. — Bagnes , dans la vallée du même nom; les bains, le village et 120 habitants ont été écrasés par la chute d’une partie de montagne en l’année 1545. La température de la source est inconnue. — Sources thermales dans la vallée de Chamouny ; température inconnue. — St. -Gerçais , près du Mont-Blanc; température de 34°, 44 à 36°, 66. —Aix-les-Bains (Savoie); deux sources : température de 44°, 44 à 47°, 22. — Moutiers (Savoie); température non déterminée. — Brides (Savoie); température de 33°, 88 à 36°,11. — Saut-de-Pucelle (Savoie); température non déterminée. — A Cormayeur et à Saint- Didier , sur le versant italien des Alpes pennines, sources chaudes, température de 34°44. — Près de Grenoble , sources chaudes.

Beaucoup de ces eaux thermales sont de découverte récente, quoique celles d’Aix aient été connues des Romains; par conséquent il est permis de croire qu’il y en a beaucoup d’autres non encore découvertes dans d’autres parties des Alpes.

Il y a aussi des sources chaudes dans le Caucase; on en a observé au N. -O. de la forteresse de Const antinohor , dont la température est de 43°, 33 à 45°, 55; et on ne peut douter qu’il n’y ait, dans les grandes chaînes de montagnes, beaucoup d’autres sources thermales qui nous sont encore inconnues.

Dans les Pyrénées, nous avons les deux fameuses eaux thermales de Barège et de Bagnères , dont les sources les plus chaudes ont une température de 48°, 88 à Barège , et de 58°, 88 à Bagnères. Dans ces deux localités les sources sont nombreuses; la dernière n’en offre pas moins de 30 dont la moins chaude a une température de 28a,74. D’autres sources chaudes existent aussi dans le voisinage : à Saint- Sauveur, vallée de Barège; température 36°, 93. — Non loin de là, à Cauterets , la température varie de 36°, 66 à 55°. — A Caberu , à trois lieues de Bagnères, il y a une source dont la température est de 26°, 66.

Il serait fastidieux de donner ici une longue liste de sources thermales. On en trouve dans toutes les parties du monde, également à une grande distance ou dans le voisinage des volcans actifs. Dans l’Amérique du nord , une grande quantité de sources chaudes se trouve près de la base de la partie sud-est des montagnes d 'Ozark

1 Toutes les indications thermométriques qui suivent , relatives à la température des sources , et plus loin à celle des lacs, de la mer et de l’atmosphère , jusqu’à la page 32, sont données en degrés de l’échelle centigrade, celle de Fahrenheit, employée pur l’auteur, n’étant point en usage en France. On a mis deux décimales pour ne pas s'écarter des notations de l’auteur suivant Fahrenheit. ( Note du traducteur.)

à six milles environ au nord de Washita, doù elles tirent leur nom; on en compte environ 70 : elles se rencontrent dans un ravin entre deux collines. M. James fixe la température de ces eaux h ?1°,11. Le major Long donne celles de quelques-unes d’entre elles, et les porte à 50<>; 40; 41°, 11; 52°, 22; 34°, 44; 33°, 33; 53°, 33; 55°, 55; 66°, 11; 64°, 44; 55°, 55; 51°, 11; 48°, 33; 42°, 22; 50°; 52°, 22; 53°, 33; 54°, 44; 57°, 77; et 60°. Il a aussi observé que nonseulement des conferves et autres végétaux poussent dans l’intérieur et autour des sources les plus chaudes, mais qu’en outre on voit constamment un grand nombre de petits insectes qui s’agitent près du fond et des parois du bassin d’où elles sortent *.

Un autre exemple de l’existence des animaux et des végétaux dans les sources chaudes a été cité à Gastein , où l’on a trouvé VUlva thermalis, et un coquillage d’eau douce, 1 e Limneus pereger de Draparnaud, dans des eaux dont la température est de 47 °, 22.

L’on trouve des quantités très considérables d’eau chaude qui sortent du milieu d’une plaine d’alluvion, dans une contrée granitique à Yom-Mack , à environ 20 milles de Macao en Chine. Il y a trois sources abondantes qui ont des températures de 55°, 55 ; 65°, 55, et 85°, 55. Celle dont la température est de 65°, 55 est décrite comme étant dans un état d’ébullition active, ayant 30 pieds de diamètre, et fournissant au moins 15 gallons (68 litres) par minute %

La température des eaux de Carlsbad est aussi fort considérable; elle est, suivant M. Berzélius, de 73°, 89. — Celles Y Aix-la-Chapelle ont une température de 61°, 66; et à Borset , près d’Aix-la- Chapelle, il y a deux sources dont les températures sont de 70° et 52°, 77. — À Balaruc , département de l’Hérault, il y en a une de 53°, 33.

Les sources thermales de la Grande-Bretagne ne sont pas très remarquables sous le rapport de leur haute température; cai% à l’exception de celles de Bathi * 3 4 , qui sont à 46 ’, 66, on ne peut considérer les autres que comme tièdes. Les eaux de Buxton sont à 27 ° 77 ; celles de Hotwells à Bristol, à 23 °, 33; et celles de Matlock à 20° 4.

Bans les contrées volcaniques de l’Italie, les sources thermales sont, comme on devrait s’y attendre, fort nombreuses. Cependant celles des bains de Lacques méritent d’etre citées ici comme étant

i James, Expédition dans Es montagnes Rocheuses.

* Livingstone, Journ. phil. d’ Edimb., vol. vt.

3 Elles sortent du lias aptes avoir traversé probablement le grès rouge, le calcaire earbonifère , etc.

4 Les sources de Uolwells, Malloch et Buxton jaillissent du calcaire carbonifère.

TEMPÉRATURE DES SOURCES, assez éloignées de tout volcan. Elles sortent de terre sur la pente d’une colline composée de grès, le macigno des Italiens. Le pays est formé de grès et calcaire , et la source la plus chaude a une température de 55°.

Il n’est peut-être pas tout à fait inutile de citer les eaux thermales de Bath et St.-Thomas in the East , à la Jamaïque, pour montrer combien ces sources chaudes sont distribuées abondamment partout. Elles sortent à la base des montagnes Bleues , dans une vallée composée de trapp, de calcaire et de schiste. J ai observé

que leur température était de 52°, 77 r.

Les sources chaudes et froides de La Tr incher a, à trois lieues de Valencia (Amérique), peuvent être citées pour montrer combien il peut y avoir de différence dans l’origine de deux sources, quoiqu’elles semblent rapprochées l’une de l’autre. Suivant M. de Humboldt, ces deux sources ne sont qu’à 40 pieds de distance; l’une est froide et l’autre a une haute température de 90 °, 3. — A Cannée, dans l’île de Ceylan , on a reconnu une source thermale dont la température n’est pas constante ; elle varie entre 38° et 41 °.

Les sources chaudes sont très communes dans les contrées volcaniques des différentes parties du monde, comme aussi au milieu des volcans éteints, tels que ceux du centre de la France; il serait inutile de les énumérer. Mais celles de l’Islande sont si remarquables, que nous avons pensé que nos lecteurs désireraient en trouver ici une courte notice, d’autant plus que ce sont les sources thermales les plus extraordinaires que nous connaissions.

Les sources chaudes sont nombreuses dans l’Islande, mais celles qu’on a appelées les geysers sont les plus extraordinaires. Elles sont alternativement dans un état de repos et dans une activité extrême, vomissant par intervalle d’immenses quantités d’eau chaude et de vapeurs.

Sir G. Mackensie ( Voyage en Islande a) dit qu’une éruption du grand geyser , dont il a ete témoin, commença par un bruit qui ressemblait à celui de la décharge éloignée d’une pièce d’artillerie. <( Ce son, dit-il, se répétait régulièrement et à des intervalles rap- « proches. Je donnai, dit l’auteur, l’alarme à mes compagnons (les « docteurs Britght et Holland), qui étaient à une petite distance, et « en même temps l’eau , après s’être soulevée plusieurs fois , s’é- « lança tout à coup en une large colonne, accompagnée de nuages

i Quoiqu’il n'existe pas de volcans actifs dans la Jamaïque, on y observe les restes d’un volcan éteint dans le nord de l'ile, et les tremblements de terre y sont , comme on le sait , assez communs.

a On v trouvera des vues de ces sources eu pleine activité.

temperature des sources. 93

« de vapeur, du centre du bassin jusqu’à une hauteur de dix ou « douze pieds. Cette colonna sembla ensuite crever- et retombant « sur elle-même , elle produisit une énorme vague qui fit déborder « une quantité d’eau considérable par-dessus les bords du bassin. « Après la première éruption, l’eau fut de nouveau projetée jusqu’à « la hauteur d’environ 15 pieds. Il y eut ensuite une succession de « dix-huit jets, dont aucun ne me parut avoir plus de 50 pieds « de hauteur : ils durèrent environ cinq minutes. Quoique le vent « soufflât avec violence, les nuées de vapeur étaient si épaisses, « qu’après les deux premières éruptions, je ne pouvais voir que la « partie la plus élevée de la gerbe , et quelques jets qui étaient lancés « de côté accidentellement. Après le dernier jet, qui fut le plus vio- <( lent, l’eau abandonna tout à coup le bassin, et s’engloutit dans « le trou qui était à son centre. Elle s’y enfonça d’abord jusqu’à « la profondeur de dix pied, mais ensuite son niveau s’éleva grate duellement; quand elle fut suffisamment haute, j’observai sa (( température, qui était de 98°, 33.»

Le même voyageur fait ainsi la description d’une éruption postérieure du même geyser :

« Le signal ayant été donné pour annoncer que l’action allait « commencer, nous fûmes en un instant , dit l’auteur, en face du a geyser : ses explosions se succédaient plus multipliées et plus « bruyantes qu’auparavant; on aurait cru entendre le bruit d’une « décharge d’artillerie d’un vaisseau à une certaine distance en 41 mer Sa violence fut extrême, et il lança une suite de jets ma-

tt gnifiques dont le plus haut avait au moins 90 pieds. »

Une des autres sources, qui était d’abord insignifiante , et qui est connue maintenant sous le nom de nouveau geyser , a des intermittences semblables. L’éruption commence , comme au grand geyser, par de petits jets qui augmentent successivement en hauteur. Quand une masse considérable d’eau est projetée au dehors , la vapeur sort aussi avec fureur avec un bruit semblable à celui du tonnerre, et élève l’eau à une hauteur que sir G. Mackensie, au moment où il a observé cette source, a évalué à au moins 70 pieds. Le phénomène se prolonge avec toute sa magnificence pendant au moins une demi-heure, et quand des pierres viennent à tomber dans le conduit central, au moment d’une éruption de vapeur, elles sont projetées immédiatement en l’air et sont ordinairement brisées en fragments, dont quelques-uns sont lancés à une hauteur prodigieuse.

Il y a encore d’autres sources chaudes intermittentes dans l’Islande, mais qui sont toutefois d’une importance bien moindre que celles des geysers. Les sources de Reikum , dont la température est

Je 100°. s’élèvent et s’abaissent, et lancent des gerbes à la hauteur de 20 ou 30 pieds. Dans la vallée de Reikholt , on voit une alternative singulière de deux jets d’eau bouillante, dont 1 un s éiève à 12 pieds , l’autre à 5 1 .

Température de la mer et des tacs.

On doit présumer que la température des mers et des lacs doit dériver en partie de celle de l’atmosphère , et en partie de celle de la terre ; mais l'eau ayant la faculté , dans diverses circonstances, de transmettre la chaleur avec une grande rapidité , la température doit y être bien plus promptement uniforme que dans la terre solide qu’elle recouvre. En outre, la pesanteur spécifique de l’eau étant plus grande à un certain degré de température qu’à tout autre audessus ou au-dessous, il en résulte que lorsqu’une partie d’une masse d’eau a atteint ce degré , elle doit descendre au fond-, ensuite si cette eau, descendue au fond, y est réchauffée conformément à l’hypothèse de la chaleur intérieure de la terre , elle devra bientôt remonter par l’effet des mêmes lois, et sera remplacée par une autre plus froide et d’une plus grande pesanteur spécifique -, car sa descente vers le fond dans le premier cas n’ayant eu pour cause que son degré de température ou sa pesanteur spécifique , il s’ensuit nécessairement que le moindre changement dans ce degré de température, si c’était celui du maximum de densité de l’eau, doit la forcer à s’élever.

Suivant le docteur Hope, le maximum de densité de l’eau douce est à la température de 39° 4 à 4o° de Fahrenheit % détermination qui a été confirmée par le professeur Moll; de même, d’après les expériences du professeur Hallostrom, ce maximum de densité de l’eau se trouve à 4°, 108 centig. (39°, 394 Fahrenheit).

On a admis que le maximum de densité de l’eau de mer est voisin de celui de l’eau douce. Nous n avons pas de bonnes experiences sur ce sujet, mais on doit présumer que la salure de l’eau de mer doit avoir une influence considérable sur la* densité relative à différentes températures.

En 1819 et 1820 j’ai fait de nombreuses expériences, avec beaucoup de soin, sur la température des lacs de la Suisse, aux différentes profondeurs, qui y sont souvent considérables. Les résultats de plus de cent observations sur le lac de Genève , en septembre et

i Les eaux actuellement à la température rie l’ébullition paraissent être fort rares ; li s eaux thermales d’Urijino , au Japon , ont une température de 100°, mais on ne sait pas de quel genre de roches elles sortent.

3 Transact, de la Société royale (T Edimbourg.

octobre 1819, furent que, entre la surface et une profondeur de 40 brasses ( fathoms ), la température variait prodigieusement. Depuis une brasse jusqu’à cinq, la température se maintenait constamment entre I9°,44et 17°, 77 centigrades; au-dessous, il y avait généralement une diminution de température, en s’enfonçant jusqu’à la profondeur de 40 brasses, quelle que fût la chaleur de la surface; ou, en d’autres termes , il y avait un accroissement général de densité à mesure que l’on descendait. De 40 à 90 brasses, la température fut constamment de 6° j centigrades, à une seule exception près, aux environs cVOuchy , où on trouva 7°, 22 à la profondeur de 40 brasses. Depuis 90 brasses jusqu’aux profondeurs les plus considérables qui atteignirent 164 brasses entre Evian et Ouchy, la température fut invariablement de 6°, 39 centig. On observera que dans ces expériences, faites avec un thermomètre à index mobile construit pour cet objet, la température observée dans l’eau s’est toujours accordée avec celle que l’on devait s’attendre à trouver, en supposant que le maximum de densité soit entre 39° et 40° Fahr., ou 3,89 et 4,44 centig. ‘.

Après le rude hiver de 1819, je fis de nouveau quelques expériences, dans lesquelles je reconnus que la température du lac suivait encore la même loi.

En mai 1820, j’ai fait des recherches sur la température des lacs de Thun et de Zug , et j’ai obtenu les résultats suivants 2 :

Lac de Thun. Lac de Zug.

Surface

Surface

A 15 brasses

A 15 brasses . . .

A 50 id

A 25 id

A 105 id

A 38 id

Dans ces expériences, comme dans les précédentes, les résultats sont d’accord avec l’hypothèse du maximum de densité de l’eau , entre 3°, 89 et 4°, 44 cent. J’en ai obtenu d’analogues dans d’autres expériences que jai faites sur le lac de Neufchàtel, par un temps très froid, et tellement froid en effet, que l’eau gelait sur les rames du bateau , tandis que, dans la profondeur, la température s’accroissait jusqu’au maximum de densité de l’eau.

Si maintenant nous examinons les expériences faites par plusieurs navigateurs sur la température de la mer à différentes profondeurs, nous remarquerons que la plupart tendent à faire admettre à peu près le même degré de température pour le maximum de

x Un précis détaillé de ces expériences, avec une carte de sondages faits dans le lac, a été inséré dans la Bibliothèque universelle de l’année 1819, d’où il a été reproduit en partie par le J own. phil. d’Edimb., vol. 11. Le fathom équivaut à 1,828 mètres.

2 Voyez aussi la Bibliothèque universelle pour 1820.

densité de l’eau de mer. Les observations suivantes de M. Scoresby prouvent un accroissement de température en allant de la surface dans la profondeur tout à fait d’accord avec cette hypothèse.