PHÉNOMÈNES TERRESTRES

De la couleur de L^eau des glaciers , par MM. DUROCHiîR et Charles

Martins.

Dans un mémoire lu à l'Académie des Sciences le 15 mars 18&7, M.Durocher avait affirmé que l'interposition de l'eau entre les pores et fissures de la glace grenue contribue puissamment à y dételopper la couleur bleue que l'on y admire. i\].- Charles Martins répond le 26 mars que la couleur bleue de^ glaciers lui paraît tenir plutôt à l'absence de l'air qu'à la présence de l'eao : la glace blanche, dit-il, esî^'

ldS8 OPTIQUI HétlÊOROLOGllarB.

en effet, infiltrée d^eau comme la glace Meue, mais elle è$t è^ plils entièrement remplie de bolles d'air sphériques. M. Duroctier affirmait encore que les eaux qui s'écoulent des champs de neiges et des glaciers présentent une teinte bleue très-prononcée , et que les détritus qui sont mélangés à cette eau ne produisent d'autre effet que de pâlir la teinte bleue en la faisant passer au blanc sale. M. Martlns veut, avec M. Agassiz et autres observateurs, que les eaux des glaciers ne soient jamais bleues. Parmi les lacs de la Suisse alimentés par les glaciers, les uns sont d*uu bleu azur admirable comme le lac de Genève, quelques-uns, comme le lac de Brienz, sont d'une teinte vert-pistacbe très-prononcée ; d'autres enfin , comme le lac de KloenlhaL ne se distinguent pas par leur couleur verte des prairies qui les entourent. Rien n'égale l'azur des eaux du Rhône sortant du lac de Genève ; elles forment un contraste frappant avec les flots gris et limoneux de l'Arve, qui vient directement des glaciers de Chamonix. Le caractère assigné par MM. £bel et Durocher aux eaïuc des glaciers est donc sujet à des exceptions tellement nombreuses, qu'il perd toute valeur scientifique. Il arrive souvent que des eaux formées uniquement par des glaciers ne présentent la teinte bleue» ni à l'état de repos, ni à l'état de mouvement.

M. Durocher cependant maintient son assei'tion; il affirme toujours que la couleur bleue que l'on admire sur les glaciers est due en partie à l'interposition de Teau , et que les eaux qui s'écoulent des champs de neige et de glace, présentent une teinte bleue tirant sur le vert; qu'il n'est pas un seul des glaciers de la Suisse qui, à l'état de repos, n'offre une teinte bleue ou verte.

M. Martins réplique encore et soutient : i" que les eaux sortant ^ des glaciers sont toujours troubles ; 2* qu'à l'état de repos elles forment des iacs, iantôt bleus et tantôt verts; 3° qu'après s'Ôire purifiées dans un lac, elles sont incolores, bleues ou vertes, M. Durocher voudrait que les parties émergées des glaçons flottants perdent leur teinte bleue à mesure que l'eau , s'écoolant des fissures de la glacei est remplacée par de l'air. M. Martins^ qui a vu chavirer d'inoom* hrahles masses de glace, n'a jamais aperçu ce changement de cou* leur; mais il a constaté , comme tous ceux qui ont séjourné sur les gtocie» de la âujffse^ que la surfoce de la glace bleue exposée k Vm

et k la chaleur prend, I mesnre que l'air a*écbappe des fissures, une teinte de plus en plus blanche. Il y a longtemps que iî. igassiz a dit que la glace est d*autant plus blanche quelle conricnt un plus grand nombre de bulles d'air.

Enregistrons enfin une dernière réponse de M. Diirocher : il maintient toutes SCS conclusions, et trouve très-naturel que les eaux qui s'écoulent des neiges et des glaces présentent une teinte bleue, puisque la teinte bleue est la teinte propre de toutes les eaux chimiquement pures, sans dépôt et saiis mélange de substances organiques.

Couleurs accidentelles de Peau» par AI. de Haldat.

L'aspect d'une eau parfaitement limpide dans nu vase bien transparent, et qui présente une couleur bku céleste irè.s-j)rononcée dans les fentes des glaciers^ ne peut être sans intérêi |>our ceux qui recherchent les causes des. phénomènes naturels. Tranquille, l'eau de la mer a la couleur du sol sur lequel elle repose quand elle est trèspeu profonde ; elle réfléi hil celle du ciel bleu quand sa profondeur est plus considérable; elle parait d'un vert sombre en haute mer, par suite de rabsorpiiou d'une partie des rayons lumineux qui tombent sur elle , et enfin elle est d'un vert tirant au noir dans les grandes profondeursi où ils se perdent presque en totalité. Si le ciel offre des nuages avec des espaces couleur saphir, la mer devient opaline lorsqu'elle est légèrement agitée, par suite du mélauge des couleurs qu'elle nous renvoie. Son aspect est terne et sombre par la raison contraire, quand le ciel est obscur et chargé de nuages ténébreux. Quand elle est fortement agitée , l'aspect de ses vagues est extrêmement varié \ raison de leur effets prismatiques^ de leur transparence inégale, et du mélange des corpuscules opaques qu'eUea emportent dans leur mouvement. Le brillant écht des vagues et de leurs replia variés s'explique quand on les compare aul corps potik à forme cylindrique. On ne trouve enfin âocose diflculté k se rendre compte de son aspect effrayant dans les lempétea, de son édat AlooiiBaBt, de ses couleurs resplendissantes ail lever et au céuehef dd aoleili eti;^ etc; K'ayant pas de couleur propre, les eaux pilonnent oello de ton Mi dtîettfui s'y téMdittMii ou t|Oi i'f féfUàioîk.

i660 ePTlQUIE MÉTiOROLOGIQUE.

Les eaux du lac Lémau , sans couleur k leur origiue , quoique produites par des filets colorés dans les glaciers, incolores dans toat le trajet, reprennent une teinte bleue saphir quand, pressées par la masse qui les pousse vers le lieu déclive , elle s^écoulent avec une prodigieuse rapidité en quittant Genève qu'elles enrichissent et enibelilssent à la fois. Sa couleur dépend ici de sa limpidité, de l'épaisseur de la masse, de sa position resserrée et un peu obscure, etc.; et elle n'est qu'accideaielle.

M. de Haldat croit que la couleur des glaciers ne résulte que d'accidents de lumière dont on n'aurait pas encore trouvé ki cause. On attribue la couleur de la grotte d'azur, grotte bleue de Fîle de Gapri, à ce fait que la grotte, étant séparée de la pleine mer par un rocher qui descébd à fleur d'eau, la lumière n'y pénètre guère que par ré-, fraction, c'est-ii-dire en traversant une masse d'eau très-considérable ; M. de Haldat ne trouve pas cette explication complètement suffisante.

Il a vu dans le Wurtemberg une fontaine à bassin circulaire dont le diamètre n'excède pas trois mètres, dont la profondeur moyenne n'atteint pas un mètre, et qui présente une nappe d'eau d'une couleur bleue très-prononcée. Puisée dans des vases transparents, celle eau ne présente aucune trace de couleur bleue. La fontaine n'est pas couverte par les arbres, son bassin limoneux n'offre qu'une teinte grisâtre, etc. Â quelle cause peut-on attribuer une couleur si rémarqU'able ? M. de Haldat croit ce fait tout à fait inexplicable dans l'état actuel de la science.

De la lumière bleue qui éclaire la grotte d'azur^ par M. Mellonl

Celte grotte ne reçoit jamais la lumière directe du soleil, et sa couleur ne peut être due qu'à la lumière qui traverse l'eau. On a cru que la couleur vert-glauque de la mer propre à l'eau dans lesHeux plus profonds pouvait se changer en bleu à une profondeur pins grande 9 et que les particules du liquide réfléchissent dans l'intérieur de la grotte une lumière rendue bleue par simple transmission. Mais M. Mellonl a constaté par des eipériences directes que la couleur verte se conserve à toute profondeur, et il faut chercher ailleurs la cause del'uur qui colorf Kimérieur de la grotte de Gapri.

Après avoir rappdé le fait capital de I^abaorpciôii, en Tene de laquelle la lumière transmise par les corps diaphanes diffère quelquefois du tout au tout, par la couleur, de la lumière primitive, et s'être assuré qu'en absorbant une partie des rayons Teau de mer teint en vert-glauque la lumière qu'elle transmet, M. Melloni cite rexpérience suivante : si Ton suspend à rextrémitô d*no cordon on fragment de marbre ou de quelque autre substance blanche et pesante , et que par une mer cahne et paisible on le fasse plonger lentement et peu è pea sous un ciel bien bleu, dans une eau limpide et profonde comme Fest celle qui entoure les sites agreste» de la grotte de Capri, Ton verra la couleur \erdâtre revêtue par le marbre à son entrée dans Teau se marier peu à peu ^u bleu, et cette dernière nuance augmenter à mesure que le marbre descend davantage, jusqu'à ce qu'enfin il paraisse d'un beau bleu pur, quelques instants avant que la prc^ndeor le dérobe à la vue.

En partant de cette expérience, le savant physicien croit pouvoir expliquer facilement le phénomène optique de la grotte de Capri. Celle même espèce de rnyons, dit-il, d'où provient la couleur bleue des eaux limpides et profondes, se transmettant abondamment à travers l'ouverture considérable située sous le niveau de la mer, et dominant le peu de lumière directe qui y pénètre par l'étroite ouverture surmarine, teindra les parois de la grotte, les barques, les personnes elles- marnes de cette magnifique couleur d'azur qui frappe les observateurs de surprise et d'admiration. Celte couleur cependant devra varier nécessairement de vivacité, suivant l'état du ciel et l'agitation de la mer ; c'est ce qui arrive en effet.

M. Melloni donne, en terminant, tin moyen simple de reproduire artificiellement le phénomène principal de la grotte de Capri :

On prend un tube de ferblanc, long de douse à quinze décimètres et large de un à deux centintètres, muni, d'un coté, d'une embouchure ayant une forme et des dimensions leU|es que le globe de Tceil la remplisse exactement. Du côté opposé on dispose transversal lement, en façon de diaphragme^ une feuille de papier blanc très-fip, et l'on y adapte ensuite un tube coaique iung de $i% ou sept décimètres dont les parois sont inclinées de trente ou quarante degrés, afin que les rayons de lumière peu éloignés do paralléUsm^ de' Taxe

Muni de PBl initruoieilt » reKfi4hri«|i«lt«|«ur mmr^ ^m me banque e| «• iwi«|iomeni d««« no )ie« )i rombre, «A l'^vi wt Mnmi; il phmgeni daos Vnn que bmm paFli^ d» ^ii«i, et, leaiMl ^ Uibe verticei» il aff iiqoera Yml à soa extvéoiité swpbMUBtB. Ati hosot de quelques ûMiaetflf de edme , le pairier loi appaniliri resptoriiiBaet d'oBc lumière lileiie.

Or les ray«ii» Ueu» du eiel, réfléchie pm la surface de le Mf* ue peuvent, ^rtes» fiéiiétrer daii^ le tube anisi diapesé i friîealeaieifl , mon frius que les images réfléchies des couleufs pratUMut de la féiraciioH, qui devraient évidemment recomposer la lumlèise bbaelie par la superpe^km des spectres appartenant aux ^ets de lomîère qui se réfractent de chaque bande spus diverses iBcMnaismm enteer de l'ouverture du côoe. Le phénomène observé dérive dmfi de la couleur propre de la mer» ou , plus ei^^çt^qiept , d^ ^ {i^^iiriété que possèdent ses eaux limpides et profondes de réfléchir, o^miieai^, ^tf* fuser les rayons azurés, tandis qu'elles absorbent et transmettent toos les autres éléments de la lumière répandue dai^ l'itmosphère.

Dans ses célèbres instructions données à l'occasion du voyage de la Bonite, M. Ârago avait consacré un article spécial à la çpuleur de la mer. Nous en extrairons quelques détails préciepx.

Quelle est la couleur 4e l'eau de l'Océan ? A cette question les réponses seront ^ peu près ideptiqu^s : c'^st (e bjep d'qutre-o^r» l^n indigo, bleu céleste, az(^r vif.... Le kk^ céleste pluç çtu PKHPs (oac^> c'est-à-dire, mélangé avec de petites ou ayeç de g^açtdiis pjc^OjriiQps de lumière blanche, semblerait donc devoir être toujours la teinte de l'Océan.

Pourquoi n'en est-il pas a|nsi 7

Première réponse. Les eavi de la mer sont souvenf imprégnées de matières étrangères... de là des zones vertes, des zones rouge-carmin, la teinte brune près de l'embotichure des rivières, etc.

Deuxième réponse. La teinte Mené céleste se trouve modifiée oo quelquefois totalement changée dans les parages oâ Peau est peu profonde, parce que la lumière réfléchie par le fond arrive I l'œil confondue avec la lumière natwrelle de l'eau.

L*eaQ se trouve dans h condition des corps dielrroiiqiies ou qni

et une coulear réfléchie totalement différente de la premièct. r Vmin lirait bleoe par réflexion. Quelques ptersoanas cmient (M. MttUom Ta dém^Qtri) que la coulaor trapn^iientt verte. L'taa disperse dans tons les sens, après Favoir bleuie, nue poiïtioo de (a lu* roière Uancht qni vitot l'éclairer; cette ionoière dispersée est sa conleiir propre, comme liquide. Quant aux autres rayons irrégulièrement transmis, leur passage à travers l'eau les verdirait , et cda d'autant plus fortement que la masse traversée aurait plus d'épaisseur. Dans le cas d'une mer peu profonde, è fond de sable Mauc , ee sable ne reçoit la lumière qu'à travers une couche d*eau ; eHe arrive donc déjà verte, et c'est avec cette teinte qu'il la réfléditt. Mais dans le second trajet que font les rayons lumineux ^ travers le m^me liquide, en revenant du sable à l'air, leur teinte verte se fonoequelquefms assez fortement pour prédominer à la sortie sur ie bien. Voilà peut-être tout le secret de ces nuances qui, pour le navigateur expérimenté, sont l'indice certain et précieux des hauts fonds. L'expérience de M. Mellooi ne contredirait-e)le pas on peu cette explication ?

Troisième réponse. Les vagues de l'Océan sont dits e^i^s de prismes : quand deux vagues s'approchent d'uq bitimeqt, une portion de la lumière que la face extérieure de la seconde vague réfléchit traverse la première, s'y réfracte de haut en bas, et arriva ainsi k l'observateur placé sur le pont. Voilà donc, de nouveau, de (a iupière trapsmise, ^e 1 a lumière par conséquent T«rdic, qui p^r^îeet à l'œil en même temps que les teiutes Ueuâtresk ordinaires; voilà donc une mer verte par la prédominance de la couleur transmise sur 1^ couleur t^flécMe. Les vagues-prù^s ne devrçqt pas. toq|eurs produire des effets içlep tiques, qt|ei que soi( le seQS ()e leur propagation, et l'on doit s'attendre à trouver quelques variations dans la teinte èe la naer quand le vent viendra à changer.

Quelques personnes persistent à assigner un r&le important au Meu atmosphérique dans la produrAion du bleu de l'Océan ; celte idée peut être soumise à une épreuve décisive. Les rayons Meus de Tatmosphëre ne reviennent de l'eau à l'ceil qu'q>rès s'être régulièrement réfléchis. St l'angle de réflexion est de I7«, ils sont polarisés. Une tourmaline, un prisoie de Nic(d peurrt servir à les élWner M toia-

4664 OPTIQUE MéréoilOLOGIQOC.

lité» et dès loM le Uea de la mer sera vn à part, sans aucmi rnéboge étranger.

M. Arago indique enfin nn moyen très-sîmple de résoudre la question de la couleur propre de la mer. On prend un large prisine craix, en glaoe, dont l'angle réfringent soit , par exemple, de 45*; on )e plonge partiellement dans l'eau, de manière que l'arête de son angle réfringent soit en bas, et horizontale', et que l'une des^faces de cet angle, celle qui est tournée vers le large, soit verticale : il en résultera, comme conséquence nécessaire , que l'autre face sera inclinée à l'iiorizoo de 45**. Dans cette disposition la lumière de l'eau située au-dessous de la surface frappe perpendiculairement la glace verticale du prisme, pénètre dans son intérieur, traverse la petite quantité d*air qu'il renferme, atteint la seconde glace, et là se réfléchit verticalement de bas en haut. En regardant dans cette glace inclinée, Tobiervateur pourra donc juger de la couleur propre qu'a Teau par réfraction, tout aussi bien que si son œil était dans le liquide.

RAYONS CALORTFfOUES.

Gomme la chaleur n'entre que secondairement dans le plan de notre répertoire, et seulement par les rapports intimes qui lient le calorique rayonnant à la lumière, nous supprimerons l'analyse étendue des mémoires relatifs à la radiation, à la diffusion, h la transmission, etc., de la chaleur, en nous contentant d'énoncer les propositions nouvelles établies d'une part par M. Rnoblaacb> de l'autre par MM. de La Provostaye et Desains.

Sur les pouvoirs rayonnants, absorbants et diffusifs des corps solides, par MM. IMtASSON et CourtéPêe.

Les auteurs ont eux-mêmes résumé, dans les termes suivants» ks résultats des recherches consignées dans leur Mémoire.

l"* Tous les corps réduits au plus grand degré de division chimique ont le même pouvoir absorbant et le même pouvoir diffosif pour les sources de chaleur à 100 degrés.

2"" Les mêmes corps paraissent avoir les mêmes pouvoirs absorbants . et diSusîCB poyr des sources obacores 1 400 degrés.