MIE ROME ENONCE 69 LU NÉ ON ODAMRNE

NOTES: SCIENTIFIQUES. I

MAGEROE, sous 71° 172 ULEUBORG, 6° ON RO oc CRE à de TN - 16,42 AGE PSN 2 6,05 Ut ste AAA - 48,7 Septembre 2°" "218,12 SRRENEN, TOR SUD Oétobr ee Er mr. (] RON ERA - Qi Er" Novembre. . . .— 3,47 REMRMRE Los Lt SER 519 Décembre . . . . . — 3,48 HOME Sn ares ts at —1410,93

Moyenne. + 0,7 + 0,66

Les températures moyennes de ces deux endroits différent done de très-peu entre elles. Mais la moyenne des mois d’une température au-dessus de 0 s'élève, à Uleoborg, Jus qu'à 10°, tandis qu'elle ne va guère au delà de 4 au Cap-Nord. Cette différence seule détermine la hauteur de la limite des neiges, et malgré les rigueurs des hivers sur le golfe de Bothnie, la température des étés prouve que cette limite s'y élève considérab ement.

Cette considération ajoute encore à l'intérêt que nous doit inspirer ia détermination de la limite des neiges. Si la hauteur ne dépend que de la température de l'été, elle devient, pour ainsi dire, une mesure de la force de la végétation : car cette force dépend égale: ment de la quantité de chaleur au-dessus de 0°. Les plantes ne croissent pas au-dessous du point de la congélation, etles animaux ne peuvent, sans secours extérieurs, conserver la vie dans cette température. Qu'on nous cite donc des degrés de froid, en Sibérie, tellement rigoureux qu'on n’en connaît pas de pareils sur le reste du globe ; qu'on nous dise que la température moyenne de Jakutsk ne monte pas au delà de #4 au-dessous de 0. La vé2étation et les arbres nous prouvent que la limite des neiges doit s’y élever plus haut qu'à Alten, et peut-être aussi haut qu'à Tornéo, etnous ne sommes pas éloignés de penser qu'un été tel que la hauteur de cette limite le demande, pourra donner naissance à une végetation et à des productions comparables à ce que l’on voit aux environs de Tornéo.

Mais nous ne pourrons pas beaucoup attendre du climat de l'Islande, en réfléchissant que la limite des neiges n’y atteint que 940 mètres de hauteur, quoique les hivers y Soient si peu rigoureux que les habitants les passent ordinairement dans leurs huttes sans allumer de feu pour se chaufïer.

Les observations de M. Wablenberg, aussi habile physicien que savant botaniste, nous ont fait connaître la hauteur de la limite des neiges sous le 60° degré. IL s’est élevé dans ces contrées, à travers d'énormes glaciers, sur la cime du Soèdre Sulitjelma, la plus haute des montagnes de la Laponie, et il 4 a vu le baromètre, le 14 juillet 4807.

A - -e-ne R22/D M0 O1: O Cent:

Il était dans ce temps au bord de la merà . . .. 98p. 1,71. th. 16,25 cent. Ce qui donne, pour la hauteur de la Sulitjelma, . 1,788 mètres.

La limite des neiges descend dans ces contrées jusqu’à 1,169 mètres ; on a lieu de s'en étonner, car ce n’est que 100 mètres de plus qu'à Alten ; et quoiqu'on püt croire que les grands plateaux de glace et de neige y doivent abaisser les diverseslimites, la hauteur de celle des pins et des bouleaux, dans les vallées, est assez d'accord avec celle des neiges.

Il paraît donc que la température, depuis les environs du cercle polaire jusqu’au 70° degré, ne diminue que faiblement : c'est ce que confirment les observations faites en Suède,

Quelques autres observations, faites sur les montagnes du Dovre-Field, sous le 62° 172, peuvent servir à trouver la hauteur des neiges sous cette latitude. La grande cime du Sncehaetta, la plus haute montagne de l'Europe et de l'Asie boréales, s'y élève, d’après les mesures du savant physicien M. Esmark, à 2,475 mètres. La hauteur à laquelle les neiges cessent de fondre n'y a pas été mesurée immédiatement ; mais comme les pins y disparaissent à 747 mèlres, on peut croire que la limite des neiges s'y soutient à 1,582 mètres de hauteur. .

xII NOTES SCIENTIFIQUES.

En résumant tous les faits énoncés dans ce mémoire, nous trouvons que la limite

des neiges s'élève,

dub degré, à... . 200. 0e EEE 1 00 RENTE CR d'ou Duo ot a + dure 810 Gssr. à soc CON SEE CON 1160) 600 00. =. . eee nee PEN EL 000 093 716172, mais exposé à toute l'influence du grand Océan, à 714 966

ILest donc évident qu'on ne peut pas comparer entre elles des observations faites sous différents méridiens; qu'on ne peut pas, par conséquent, comparer l'Islande avec le Norwège, ni celle-ci avecla Sibérie. La hauteur de la neige, au delà du Cap-Nord, serait vraisemblablement analogue à la limite inférieure des neiges en Islande, car les phénomènes météorologiques que l’on observe dans cette île et au Cap-Nord sont les mêmes.

Visibilité des écueils.

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Le fond de la mer, à une distance donnée d'un vaisseau, se voit d'autant mieux que l'observateur est plus élevé au-dessus de la surface de l’eau ; aussi, lorsqu'un capitaine expérimenté navigue dans une mer inconnue et semée d'écueils, il va quelquefois, afin de pouvoir diriger son navire avec plus de certitude, se placer au sommet du mât.

Le fait nous semble trop bien établi pour que nous ayons, à ce sujet, rien à réclamer de nos jeunes navigateurs, quant au point de vue pratique ; mais ils pourront, en suivant les indications que nous nous permeltrons de leur donner ici, remonter peutêtre à la cause d’un phénomène qui les touche de si près, eten déduire, pour apercevoir les écueils, des moyens plus parfaits que ceux dont une observation fortuite leur a enseigné à faire usage jusqu'ici.

Quand un faisceau lumineux tombe sur une surface diaphane, quelle qu’en soit la nature, une partie la traverse et une autre se réfléchit. La portion réfléchie est d'autant plus intense que l’angle du rayon incident avec la surface est plus petit. Cette loi photométrique ne s'applique pas moins aux rayons qui, venant d'un milieu rare, rencontrent la surface d’un corps dense, qu'à ceux qui, se mouvant dans un corps dense, tombent sur la surface de séparation de ce corps et du milieu rare contigü. Cela posé, supposons qu'un observateur placé dans un navire désire apercevoir un écueil un peu éloigné, un écueil sous-marin, situé à trente mètres de distance horizontale, par exemple. Si son œil est à un mètre de hauteur au-dessus de la mer, la ligne visuelle par laquelle la lumière émanée de l'écueil pourra lui arriver, après sa sortie de l’eau, formera avec la surface de ce liquide un angle très-petit; si l'œil, au contraire, est fort élevé, s'il se trouve à trente mètres de hauteur, il verra l’écueil sous un angle de 45%. Or, l'angle d'incidence intérieure, correspondant au petit angle d’émergence, est évidemment moins ouvert que celui qui correspond à l'émergence de 43. Sous les petits angles, comme on a vu, s’opèrent les plus fortes réflexions; donc l'observateur recevra une portion d'autant plus considérable de la lumière qui part de l’écueil, qu'il sera lui-même placé plus haut.

Les rayons provenant de l’écueil sous-marin ne sont pas les seuls qui arrivent à l’œil de l'observateur. Dans la même direction, confondus avec eux, se trouvent des rayons

NOTES SCIENTIFIQUES. XII

de la lumière atmosphérique réfléchis extérieurement par la surface de la mer, Si ceuxci étaient soixante fois plus intenses que les premiers, ils en masqueraient totalement l'effet : l'écueil ne serait pas même soupçonné. Posons une moindre proportion entre les deux lumières, et l’image de l’écueil ne disparaitra plus entièrement; elle ne sera qu’affaiblie. Rappelons maintenant que les rayons atmosphériques renvoyés à l'œil par la mer ont d'autant plus d'éclat qu'ils sont réfléchis sous un angle plus aigu, et tout le monde comprendra que deux causes différentes concourent à rendre un objet sous— marin de moins en moins apparent, à mesure que la ligne visuelle se rapproche de la surface de la mer; savoir, d'une part, l’affaiblissement progressif et réel des rayons qui, émanant de cet objet, vont former son image dans l'œil; de l’autre, une augmentation rapide dans l'intensité de la lumière réfléchie par la surface extérieure des eaux, ou bien, qu'on me passe cette expression, dans le rideau lumineux à travers lequel les rayons venant de l’écueil doivent se faire jour.

Supposons que les intensités comparatives des deux faisceaux superposés soient, comme {out le porte à le croire, l'unique cause du phénomène que nous analysons, et nous pourrons indiquer aux navigateurs un moyen d’apercevoir les écueils sousmarins, mieux et beaucoup plus facilement que ne l'ont fait tous leurs devaneiers. Ce moyen est très-simple : il consiste à regarder la mer, non plus à l'œil nu, mais à travers une lame de tourmaline taillée parallèlement aux arêtes du prisme et placée devant la pupille dans une certaine position. Deux mots encore, et le mode d'action de la lame cristalline sera évident.

Prenons que la ligne visuelle soit inclinée, à la surface de la mer, de 37°, la lumière qui se réfléchit sous cet angle à la surface extérieure de l’eau est complètement polarisée. La lumière polarisée, tous les physiciens le savent, ne traverse pas les lames de tourmaline convenablement situées. Une tourmaline peut done éliminer en totalité les rayons réfléchis par l’eau, qui, dans la direction de la ligne visuelle, étaient mêlés à la lumière provenant de l’écueil, l’effaçaient entièrement, ou du moins l’affaiblissaient beaucoup. Quand cet effet est produit, l’œil placé derrière la lame cristalline ne reçoit done qu'une seule espèce de rayons, ceux qui émanent des objets sous-marins; au lieu de deux images superposées, il n’y a plus sur la rétine qu'une image unique: la visibilité de l’objet que cette image représente se trouve done notablement facilitée.

L'élimination entière, absolue, de la lumière réfléchie à la surface de la mer n’est possible que sous l’angle de 37°, parce que cet angle est le seul dans lequel il ÿ ait polarisation complète; mais sous des angles de 40 à 1% plus grands ou plus petits que 37°, le nombre de rayons polarisés contenus dans le faisceau réfléchi, le nombre de rayons que la tourmaline peut arrêter, est encore tellement considérable, que l'emploi du même moyen d'observation ne saurait manquer de donner des résultats très-avantageux.

En se livrant aux essais que nous venons de leur proposer, les navigateurs doteront probablementla marine d’un moyen d'observation qui pourra prévenir maint naufrage ; en introduisant enfin la polarisation dans l’art nautique, ils montreront, par un nouvel exemple, à quoi s’exposent ceux qui accueillent sans cesse les expériences et les théories sans applications actuelles, d’un dédaigneux à quoi bon ?

Arc-en-ciel.

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L'explication de l’arc-en-ciel peut être regardée comme une des plus belles découvertes de Descartes ; cette explication, toutefois, même après les développements que Newton

NIV NOTES SCIENTIFIQUES.

lui a donnés, n'est pas complète. Quand on regarde attentivement ce magnifique phcnomène, on aperçoit, sous le rouge de l’are intérieur, plusieurs séries de vert el de pourpre formant des ares étroits, contigus, bien définis et parfaitement concentriques à l'are principal. Ces ares supplémentaires (car c’est le nom qu’on leur donne), la théorie de Descartes et de Newton n’en parle point; elle ne saurait même s’y appliquer.

Les ares supplémentaires paraissent être un effet d’interférences lumineuses. Ces interférences ne peuvent être engendrées que par des gouttes d’eau d’une certaine petitesse. Il faut aussi, car sans cela le phénomène n'aurait aucun éclat, il faut que les gouttes de pluie, outre les conditions de grosseur, satisfassent, du moins pour le plus grand nombre, à celle d'une égalité de dimensions presque mathématiques, Si done les ares-en-ciel des régions équinoxiales n’offraient jamais d’arcs supplémentaires, ce serait une preuve que les gouttes d'eau s’y détacheraient des nuages, plus grosses et plus inégales que dans nos climats. Daus l'ignorance où nous sommes des causes de la pluie, cette donnée ne serait pas sans intérêt.

Quand le soleilest bas, la portion supérieure de l'arc-en-ciel, au contraire, est trèsé'evée. C’est vers cette région culminante que les arcs supplémentaires se montrent dans tout leur éclat. A partir de là, leurs couleurs s’affaiblissent rapidement. Dans les régions inférieures, près de l'horizon et même assez haut au-dessus de ce plan, on n’en aperçoit jamais de traces, du moins en Europe.

Il faut done que, pendant leur descente verticale, les gouttes d’eau aient perdu les propriétés dont elles jouissaient d’abord; il faut qu’elles soient sorties des conditions d'interférence efficaces ; il faut qu’elles aient beaucoup grossi.

N'est-il pas curieux, pour le dire en passant, de trouver dans un phénomène d’optique, dans une particularité de l’arc-en-ciel, la preuve qu’en Europe la quantité de pluie doit être d'autant moindre, dans un récipient plus élevé ?

L'augmentation de dimension des gouttes, on ne peut guère en douter, tient à la précipitation d'humidité qui s'opère à leur surface à mesure qu’en descendant de la région froide où elles ont pris naissance, elles traversentles couches atmosphériques, de plus en plus chaudes, qui avoisinent la terre. Il est donc à peu près certain que, s'il se forme dans les régions équinoxiales des ares-en-ciel supplémentaires, comme en Europe, ils n'atteindront jamais l'horizon ; mais la comparaison de l'angle de hauteur sous lequel 1ls cesseront d'y être apereus avec l’angle de disparition observé dans nos climats, semble devoir conduire à des résultats météorologiques qu'aucune autre méthode, aujourd’hui connue, ne pourrait donner.

Magnétisme terrestre.

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La science s'est enrichie, depuis quelques années, d’un bon nombre d'observations des variations diurnes de l'aiguille aimantée; mais la plupart de ces observations ont été faites ou dans les îles, ou sur les côtes occidentales des continents. Des observations analogues, correspondant à des côtes orientales, seraient aujourd'hui très-uliles ;

NOTES SCIENTIFIQUES, X

elles serviraient en effet à soumettre à une épreuve presque décisive la plupart des explications qu’on a essayé de donner de ce mystérieux phénomène ".

Dans les lieux où le navigateur ne séjournerait pas une semaine entière, il serait peu utile de se livrer à l'observation des variations diurnes de l'aiguille aimantée horizontale. Il n'en est pas de même des autres éléments magnétiques. Partout où le navigateur s'arrêtera, ne fût-ee que quelques heures, il faudra, si c’est possible, mesurer la déclinaison, l’inclinaison et l'intensité.

En cherchant à concilier les observations d'inclinaison faites à des époques éloignées dans diverses régions de la terre peu distantes de l'équateur magnétique, on avait reconnu, depuis quelques années, que cet équateur s'avance progressivement et en totalité de l’orient à l'occident. Aujourd’hui on suppose que ce mouvement est aecompagné d’un changement de forme. L'étude des lignes d’égale inclinaison, envisagée sous le même point de vue, n'offrira pas moins d'intérêt. Il sera curieux, quand toutes ces lignes auront été tracées sur les cartes, de les suivre de l’œil dans leurs déplacements et dans leurs changements de courbure; d'importantes vérités pourront jaillir de cet examen. On comprend maintenant pourquoi nous demandons autant de mesures d'inclinaison qu’on en pourra recueillir.

Les observations d'intensité ne datent que des voyages d'Entrecasteaux et de M. Humboldt; et cependant elles ont déjà jeté de vives lumières sur la question si compliquée, mais en même temps si intéressante, du magnétisme terrestre ; etcependant, à chaque pas, le théoricien est arrêté par le manque de mesures exactes. Ce genre d’observations mérite au plus haut degré de fixer l'attention des marins.

Quant à la déclinaison, son immense utilité est trop bien sentlie des navigateurs, pour qu'à cet égard toute recommandation ne soit pas superflue,

Les voyages aérostatiques de MM. Biot et Gay-Lussac, exécutés jadis sousles auspices

1 A tout événement, nous poserons ici le problème que serviraient à résoudre des observations faites dans les points que nous venons de nommer.

Dans l’hémisphère nord, la pointe d’une aiguille horizontale aimantée, tournée vers le nord, marche de l’est à l’ouest depuis 8 h. 174 du matin jusqu’à 14 h. 174 après midi;

De l’ouest à l’est, depuis 1 h. 1,4 après midi jusqu’au lendemain matin,

Notre hémisphére ne peut avoir, à cet égard, aucun privilège ; ce qu’éprouve la pointe nord doit se reproduire sur la pointe sud, au snd de l'équateur. Ainsi,

Dans l'hémisphère sud, la pointe d’une aiguille aimantée, tournée vers le sud, marchera

De l’est à l’ouest, depuis 8 b. 174 du matin jusqu’à 1 h. 174 après midi; donc la pointe nord de la même aiguille éprouve le mouvement contraire : ainsi définitivement,

Dans l’hèmisphère sud, la pointe tournée vers le nord, marche

De l’ouest à l’est depuis 8 h. 174 du matin jusqu'à 4 h. 174 après midi ;

C’est précisément l'opposé du mouvement qu’effectue, aux mêmes heures, la même pointe nord, dans notre hémisphère.

Supposons qu’un observateur, partant de Paris,s’avance vers l’équatèur. Tant qu’il sera dans notre hémisphère, La pointe nord de son aiguille effectuera tous les matins un mouvement vers l'occident; dans lhémisphère opposé, La pointe nord de cette même aiguille éprouvera tous les matins un mouvement vers l’orient. Il est impossible que ce passage du mouvement occidental au mouvement oriental se fasse d’une mantère brusque ; il y a nécessarrement, entre la zone où s’observe le premier de ces mouvements, el celle où s'opère le second, une ligne où, le matin, l’aiguille ne marche ni à lorient ni à l'occident, c’est-à dire reste stationnaire.

Une semblable ligne ne peut pas manquer d'exister, mais où la trouver ? Est-elle l’équateur magnétique, l'équateur terrestre, ou bien quelque courbe d'intensité!

Des recherches faites pendant plusieurs mois sur des points silués dans l’un des espaces que Péquateur terrestre et l’équateur magnétique comprenant entre eux, tels que Fernambouc, Payta, la Conception, les îles Pelew, etc., conduiraient certainement à la solution désirée : mais plusieurs mois d’observalions assidues seraient nécessaires; car malgré l’habileté de Pobservateur, les courtes relàches de M. Duperrey, à la Conception et à Payta, faites à la demande de lPAcad#mie, ont laissé subsister quelques doutes.

XvI NOTES SCIENTIFIQUES.

de l'Académie, étaient en grande partie destinés à l'examen de cette question capitale : La force magnétique, qui, à la surface de la terre, dirige l'aiguille aimantée vers le nord, a-t-elle exactement la même intensilé, à quelque hauteur que l'on s'élève?

Les observations de nos deux confrères, celles de M. Humboldt, faites dans les pays de montagnes ; les observations encore plus anciennes de Saussure, semblèrent toutes montrer qu'aux plus grandes hauteurs qu'il soit permis à l’homme d’atteindre, le décroissement de la force magnétique est encore inappréciabie.

Cette conclusion a récemment été contredite. On a remarqué que, dans le voyage de M. Gay-Lussac, par exemple, le thermomètre qui, à terre, au moment du départ, marquait 31° centigrades s'était abaissé jusqu’à 90,0 dans la région aérienne où notre confrère fit osciller une seconde fois son aiguille ; or il est aujourd'hui parfaitement établi qu'en un même lieu, sous l’action d’une même force, une même aiguille oscille d'autant plus vite que sa température est moindre. Ainsi, pour rendre les observations du ballon et celles de terre comparables, il aurait fallu, à raison de l’état du thermomètre, apporter une certaine diminution à la force que les observations supérieures indiquaient. Sans cette correction, l'aiguille semblait également attirée en haut et en bas; done, malgré les apparences, il y avait affaiblissement réel.

Cette diminution de la force magnétique avec la hauteur semble aussi résulter des observations faites en 1829, au sommet du mont Elbrouz (dans le Caucase), par M. Kupffer. lei l'on a tenu un compte exact des effets de la température ; et cependant diverses irrégularités dans la marche de l’inelinaison jettent quelque doute sur le résultat.

Nous croyons done que la comparaison de l'intensité magnétique, au bas et au som-met d'une montagne, doit être spécialement recommandée aux navigateurs. Le Mowna-Roha des îles Sandwich semble devoir être un lieu très-propre à ce genre d'observations. On pourrait aussi les répéter sur le Tacora, si l'expédition s’arrêtait seulement trois ou quatre jours à Arica,

On a souvent agité la question de savoir si, en général, dans un lieu déterminé, l’aiguille d’inclinaison marquerait exactement le même degré de la surface du sol, à une grande hauteur dans les airs et à une grande profondeur dans une mine. Le manque d'uniformité dans la composition chimique du terrain rend la solution de ce problème très-diflicile. Si l'on observe en ballon, les mesures ne sont pas suflisam— ment exactes. Quand le physicien prend sa station sur une montagne, il est exposé à des attractions locales; des masses ferrugineuses peuvent alors altérer notablement la position de l'aiguille sans que rien en avertisse.

La même incertitude affecte les observations faites dans les galeries des mines. Ce n’est pas qu'il soit absolument impossible de déterminer en chaque lieu la part des circonstances accidentelles; mais il faut pour cela avoir des instruments {rès-parfaits ; il faut pouvoir s'éloigner de la station qu'on a choisie dans toutes les directions, et jusqu’à d'assez grandes distances; il faut enfin multiplier les observations beaucoup plus qu'un voyageur fa ordinairement les moyens de le faire. Quoi qu’il en puisse être, les observations de cette espèce sont dignes d'intérêt. Leur ensemble conduira peut-être un jour à quelque résultat général.