CHAPITRE PP.EMIER

PROPUIÉTÉS PHYSIQUES ET COMPOSITION. AB,T. I«', — Forme, hauteur, volume et poids du l'atmosphère.

Après la croule terrestre, l'atmosphère représente une seconde enveloppe exlcrieure, et l'homme habite les bas-fonds (plateaux et montagnes) de cet océan aérien. L'air ne renfern;ie pas seulement le premier élément de la vie animale, l'oxygène, mais il est encore le véhicule dii son, et, comme tel, il devient, pour les peuples, véhicule du langage, des idées et des relations sociales. Si l'atmosphère manquait à la terre, comme elle manque à la lune, le silence régnerait sur toute son étendue.

Semblable au globe terrestre qu'elle envelojipe de toutes paris et qu'elle accompagne dans son double mouvement, l'atmosphère présente très probablement, connue fui, la forme d'un sphéroïde renOé à l'équateur et aplati aux pôles. Faisant équilibre, au niveau de la mer, à une colonne de mercure à 0", de U"',76, ou à une colonne d'eau de 10'", 336, sa hauteur ne serait que de 7950 mètres, si sa densité était constante ; mais, si l'on tient compte de la diminution de 1/267' du volume de l'air par chaque degré de refroidissement, on trouve une hauteur probable deAS 000 à Ul 000 mètres.

A Paris, le poids de l'air atmosphérique sec, à la température de la glace fondante et sous la pression de 0"',76, est à volume égal, 1/773,28 de celui de l'eau distillée. A 0" de température et sous la pression de 0"',76, le rapport du poids de l'air à celui du mercure est de 1 à 10513,5 à Paris, à environ 60 mètres au-dessus du niveau de la mer. Au niveau de la mer et à la latitude de iS", le rapport devient celui de 1 h 10517,3.

A 60 mètres au-dessus du niveau de la mer, à la température 0° et sous la pression 0^,76, le Htre d'air atmosphérique pèse à Paris, d'après M. Regnault (1), lii%293187. On en conclut ls'-,2927Z;3 pour le poids du

(1) Annuaire du Bureau des longiludes pour l'année 18^)^, p. 267.

COMPOSITION CQIMIQUE. 157

litre d'air sous le parallèle de ^5° et au niveau de la mer. La température centigrade t, sous la pression p, et la latitude L et à la hauteur h au-dessus du niveau de la mer, le rayon de la terre étant R, le poids du décimètre cube d'air ou du litre d'air est donné par la formule :

WiW

lSf,292743 ^ (1—0,00265 cos 2 L) (i Y

D'après MM. Delaroche et Bérard, la chaleur spécifique de l'air est à celle d'un même poids d'eau comme lOOl) : 37i6. En d'autres termes, 1 calorie élève de 1 degré centigrade 3''",7i d'air. 3,7^ X 0'"<=,769 ==2">S8760G.

ART. II. — Composition chimique.

L'air atmosphérique renferme en moyenne :

Oxygène.

Azole • . .

En volume.

En poids.

L'eau renferme de 1/20* à l/oO*" de son volume d'air, mais cette proportion diminue à mesure qu'on s'élève; de telle sorte que dans les eaux à 3600 mètres d'allitude , les pois.sons ne se montrent plus dans les étangs. L'air atmosphérique contenu dans l'eau présente en volume :

Oxygène 32,0

Azote 68,0

Cette variation de composition montre que les deux gaz qui le composent sont simplement juxtaposés, et non combinés l'un avec l'autre.

Sous l'influence de la radiation solaire, l'air recueilli à la surface des flaques d'eau de mer recouvertes d'une abondante végétation peut contenir jusqu'à 23,67 d'oxygène pour 100 en volume, phénomène attribué par M. Morren, non -seulement à la décomposition de l'acide carbonique par les végétaux, mais encore à celte circonstance, que certains animalcules de couleur verte ou rouge, qui se développent à la surface de la mer, respirent à la manière des végétaux; A la surface de la mer, là où les êtres organisés dont il s'agit n'existent pas, M. Levvy a trouvé l'oxygène tombé à 22,6 sur 100 parties d'air en poids.

La densité de l'azote étant de 0,972 et celle de l'oxygène de 0,057, il

168 AIR ATVOSrEÉRîQUE.

est assez lationiiL'l de supposer que l'air qui résulle du mélange de ces deux gaz doit k-s reiifennor eu proporlioiis variables suivant les altitudes. Voici .uelk' straii, selon M Babiiiet, la proporiionde l'oxygèncsur lUU par^ tics d'air en \olua;c, à diverses liauleuis (I) :

Au n'voou (le la mer 21

•A '2000 niMies 20, i 6

A COOn niètri's 19,42

A ILOOO riictres 18,42

De Saussure a trouvé en ii^ovenne A, 9 d'acide carbonique sur 10000 parties d'air; (),iJ comniL' maximum, et 15,7 comme minimuiu (2). MM. B(.ussingaull et Lcvvy n'ont tiouvé que :

2,900 à Andilly, près Montmorency.

3,190 à l'aris.

Urc différence analogue a élé consiaiéc également entre le jour et la nuit, Voiti les proportions obtenues évaluées en dix-millièmes :

Nuit. J iir.

De Saussure 4,32 3,18

M. Boussingault. 4,2 3,9

Sur 1 million de parties d'air en poids, M. Frésénius a trouvé :

0,ir9 d'ammoTiîaquo pendant le jour.

0,098 — pendant la nuit.

L'air renferme encore des atomes d'Iiydn gène carbor.é , et , selon M. (lliaiin, des traces de \apeur d'iode (à Paris, 1/3U0''de milligramme pour ZiODOIilresd'air) (3). Enfin, ^1. Uaniell a trouvé da..s l'air des traces d'hydrogène sulfuré à l'eniLoucliure des rivières de la côte occidentale de l'Afrique.

Quant à l'iode de l'air almospbériquc, M. Chatin en évalue à l/^io" de milligramme la proporlion répandue da::s les ZjUOO litres d'air qu'un homme fait passer en douze heures par ses poumons. C'est une ([uaniilé d'iode égale à celle que renferme un litre d eau potable médiocrement iodurée. La proporlio)] d'iode qui entre dans le volume (SUOO litres) d'air respiré en un jour par un homme est se;;siblement égale, à Paris, à celle con-

(1) Annales de chimie et de phyriqite, t. XXXVIII, p. 411.

(2) Coinples rendus hebdomadcins de l'Académie des sciences, t. XII, p. 1006. (3; Selon M. Cliatin, l'air expiré ue renfermerait plus que iecmquième de l'iode

couteau dans l'air normal.

COMPOSITION CniMIQUE. 159

tenue dans une ration (2 litres) d'eau douce médiocrement iodurce. L'iode est fixe parTIiomme dans l'acte de la respiration. î es gaz expirés ne renferment plus que la cinquième partie enviion de l'iode contenu dar.s l'air iiisj)iré. L'air des lieux mal aérés et suriiabilés est en partie privé de son iode. Les eaux pluviales sont beaucoup plus riches en iode que les autres eaux douces, la proportion de l'iode dans ces eaux indique approxiinalivenicnt l'état d'iodnralion de l'air dans un pays donné, et peut ainsi servir de moyen indirect d'analyse. La pluie est nolab'ement plus iodurée à l'intérieur des terres que dans le voisinage des mers ; ciiconstai ce qui est en rapport avec la disj)ersion sponlant'c et complèie de l'iode contenu dans les eaux douces, tandis qu'elle n'est que partiillepour l'iode des mers. Des diiïérenccs assez grandes et dont les causes n'ont pu encore è!re saisies cxisienl dans la |>iopnriion d'iode que coniient la pluie dans une même contrée. Il paraît loulcfois cire constant qu'à la suite de ploies longtemps continuées, les premières eanx so;it plus indurées que les dernières.

A partir du moment de sa chute, la pluie perd de son iode, que l'on peut fixer u:ilen)ent dans les cilernes par l'addilion d'un milKonitme ou même d'un demi-millionièmé de carbonate do potasse. La neige est iodurée, mais moins que la pluie, dans des conditions d'ailleurs égales. La rosée contient de l'iode. La grande, la principale source de l'iode de l'air est lepiésenléc par les eaux qui tenrlent continuellement à se dépouiller en tout (eaux douces) ou en partie (mei) de celui qu'elles co lier.nent. Un double courant existe continuellement dans raln)Ospliè:e, où il s'accumiderait s'il n'était périodiquement précipité par la pluie , la neige et la rosée ; d'(jù il disparaîtrait, s'il ne s'élevait incessamment de la surface du globe. Sur le sommet et dans les \ allées des Alpes, l'air et les eaux douces, tant les eaux légères que celles où dominent les sels terreux, sont également pauvres en iode. A une certaine distante des niassifs montagneux, l'air et les eaux légères sont médiocrement, mais simultanément iodurés. Loin des Alpes, à Taris, par exemple, l'air et les eaux Ingères sont riches en iode. Les eaux dures sont toujours peu ou point indurées, quel que soit l'état de i'air; par conséquent, il y a toujours parallélisme entre l'air et les eanx potables légères, à l'exclusion des eaux dures; d'où l'on déduit comme corollaire, la possibilité de détermi.ner l'état de l'air par celui des eaux légères, et réciproquement. Enfin, les eaux minérales, celles du moins qui paraissent se charger de leurs principes au-des.sous de la zone de terre perinéable aux eaux communes, sont indépendantes et de l'étal d'ioduration de ces dernières et de celui de i'almosphôre, obser-

160 AIR ATMOSPHERIQUE.

vation qui fournit un caractère pour distinguer les eaux minérales profondes ou vraies de celles qui sont superficielles ou accidentelles (1).

ART. III. — Ozone.

M. Schœnbein a donné ce nom à l'oxygène que l'on recueille au pôle positif de la pile avec un électrode d'or ou de platine. L'ozone concentré a l'odeur du chlore ; mêlé d'air, il a l'odeur qui se dégage quand on tourne le plateau d'une machine électrique. L'air fortement chargé d'ozone gêne larespiration et produirait, suivantM. Schœnbein, des affections catarrhales; des petits animaux qu'on y plonge y périssent prompiement. L'ozone est insoluble dans l'eau ; il détruit promptement les matières colorantes organiques, ainsi que les matières ligneuses et albumineuses ; il est l'agent oxydant le plus puissant de la nature. L'ozone se formant invariablement dans l'air par l'action des décharges électriques artificielles, doit se produire également dans l'atmosphère sous l'influence de la foudre.

On constate la présence de l'ozone dans l'atmosphère, et les variations des quantités produites, avec un papier imprégné de sulfate ou de chlorure de magnésie. L'ozone décompose rapidement le sel de magnésie, et le papier brunit. En général, la réaction est plus grande en hiver qu'en été; pendant la chute de la neige, elle est beaucoup plus forte que dans tout autre temps. Jusqu'à présent , ce corps a échappé à tous les moyens d'analyse. M. Marignac le considère comme une modification particulière de l'oxygène qui exalte ses affinités chimiques , et M. Schœnbein comme un degré supérieur d'oxydation de l'hydrogène, c'esl-à-dire comme un corps renfermant probablement plus d'oxygène que l'eau oxygénée.

D'après M. Woif, directeur de l'observatoire de Berne, la marche annuelle des réactions de l'ozone est représentée par une courbe dont la plus grande ordonnée appartient au mois de février, la plus petite au mois d'août ou au mois de septembre Relativement aux anomalies, qui sont assez fréquentes, la comparaison des diverses colonnes des tableaux météorologiques fait tout d'abord reconnaître que l'humidité de l'air, que la pluie, la neige, le vent du sud, augmentent les réactions; un air sec, le vent du nord, les diminuent au contraire. Ces anomalies paraissent à M. Wolf avoir une conséquence importante au point de vue hygiénique. M. Bockel, de Strasbourg, a cru observer que les réactions de l'ozone diminuaient extrô-

(1) Voyez page. 99, article III, Iode contenu dans les eaux.

DE LA IlESPIRATION EN GÉNÉRAL. 161

memcnt avec l'apparition du choléra, à Strasbourg, et qu'elles augmentaient graduellement quand le choléra commençait à disparaître. Selon M. Wolf, la diminutiondesréaclionsobservéeparBockel, depuis le 17 juillet jusqu'au U septembre, surpassait tout ce que les observations simultanées de Berne auraient pu faire présumer, et une diminution analogue aurait été constatée à Berne vers le milieu du mois de septembre, époque où le choléra faisait irruption dans plusieurs contrées de la Suisse. Il pense que (dans le plus grand nombre des cas, au moins) une inflexion rapide de la courbe de l'ozone est suivie d'une augmentation considérable de la mortalité (1).