DIVISIONS

Zona GLACIALES.

ÏWHI TEMPÉRÉ FS.

Zone CHAUDE . .

Bande polaire • . .

— équatoriale .

Bande polaire . . .

— équatoriale .

Bande extratropicale

— tropicale . .

un etf

La différence est affectée du signe -f- quand elle est au profit de l'hémisphère boréal et du signe — dans le cas contraire.

On voit par cesr chiffres que la zone chaude occupe 53,3% de l'hémisphère boréal, tandis que, sur l'autre, elle est réduite à 45,4%- ^e résultat est entièrement dû à ce que, dans la région tropicale, où la terre-ferme agit en augmentant la température, les continents situés au nord de l'équateur l'emportent en superficie sur ceux de l'hémisphère austral. Au contraire, dans ce dernier, la grande étendue des océans empêche la zone tempérée de se refroidir autant que dans le nord et ainsi, non seulement cette zone y occupe 45,1 % au l*eu de 41,8, mais la bande équatoriale l'emporte de beaucoup sur la bande polaire.

Enfin la présence du continent antarctique se traduit par ce fait que la zone glaciale australe, réduite à 9,5%» appartient presque tout entière à la bande polaire, au lieu que, sur l'hémisphère boréal, cette dernière n'existe pour ainsi

100 PHYSIOGRAPHIE.

dire pas, les causes continentales de froid qui ont élargi vers le sud la bande équatoriale de la zone glaciale boréale cessant avec l'apparition de la mer arctique.

Comparaison des deux hémisphère». — Eli résumé, On voit Combien l'état

géographique actuel du globe terrestre, c'est-à-dire la distribution relative des terres et des mers, influe sur le phénomène des climats, si simple en apparence quand on l'envisage au seul point de vue de l'astronomie. Bien que chaque hémisphère ait tour à tour sa saison chaude et sa saison froide, il s'en faut de beaucoup que les effets produits soient les mêmes. Si Ton fait abstraction du continent antarctique, enseveli sous un épais manteau de glace, qui en laisse à peine deviner quelques contours, on peut dire que l'hémisphère austral n'a pas, à proprement parler, de saison hivernale ; car son climat est essentiellement marin et les terres émergées y dépassent à peine la latitude à laquelle la neige peut venir s'étendre sur les plaines basses. Une cause capable d'accentuer la différence entre l'hiver et l'été, comme par exemple, une exagération de l'excentricité terrestre ou de l'obliquité de l'écliptique, se ferait donc sentir avec plus d'efficacité sur l'hémisphère boréal que sur l'hémisphère austral. Or, tout ce qui tend à exagérer les saisons profite, en général, à la cause du froid. Un été très chaud ne compense pas exactement les rigueurs d'un hiver exceptionnel, car si la chaleur reçue par le sol se dissipe très vite par rayonnement, la neige tombée persiste longtemps et absorbe, pour disparaître, une notable quantité de chaleur latente. Sans doute, quand la neige se reforme, cette chaleur redevient disponible ; mais elle ne profite qu'aux hautes régions de l'atmosphère et l'équilibre, à la surface du aol, n'est pas rétabli.

On peut donc pejïser que l'hémisphère boréal subirait, avec bien plus d'intensité que l'autre, l'effet d'une .aggravation des rigueurs de l'hiver. De même, faute d'un réservoir océanique «wl^jipt, la chaleur de l'été, devenant plus cuisante, influerait davantage sur le régime des courants d'air et tout cet ensemble de conditions ne manquerait pas de réagir sur les phénomènes physiques et physiologiques dont la surface terrestre est le théâtre.

Or, à l'époque actuelle, en vertu de la position occupée par la ligne des équinoxes, l'hémisphère boréal a sa saison chaude plus longue de huit jours environ que celle de l'hémisphère austral. Néanmoins c'est à peine si l'on peut dire que la température du premier soit, dans l'ensemble, supérieure à celle du second. D'où il semble permis d'inférer que, si ces circonstances étaient renversées, on verrait s'établir, entre la température moyenne des deux portions du globe, une différence notablement plus accentuée.

DI8TIU00TIOII DE LA TEMPÉRATURE DARI LES MERS Température de surface, Courants marins. — La température de la surface

des mers est beaucoup moins variable que celle de l'atmosphère voisine. Ainsi,

rt if

e Te*.

OU* cw

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rî

tandis qu'à Lisbonne il y a, pour l'air, 12 degrés de différence entre la moyenne de janvier et celle de juillet, cette même différence, quand il s'agit de l'eau de la mer prise à la surface, n'est que de 6 degrés. Après tout ce que nous avons déjà dit de l'action régulatrice de l'océan, il serait superflu d'insister sur les causes qui produisent ce résultat.

Mais la distribution de la température sur les océans est puissamment modifiée

par les courants qui s'établissent dans le sein de la masse liquide, en raison

même de l'inégal échauffement de ses diverses parties et qui, à l'inverse des

courants atmosphériques, affectent une constance et une régularité remarquables.

Cette constance est même si grande que, sous l'impression des phénomènes

qui se produisent dans l'Atlantique, on en a généralement exagéré la portée;

et c'est ainsi qu'on s'est plu souvent à voir dans leur ordonnance un effet de la

rotation de la terre, à peine modifié par la disposition géographique des côtes

encaissantes. Il faut reconnaître, du reste, que la théorie des courants marins se

présentait, dans cette manière de voir, avec des apparences séduisantes par leur

simplicité.

L'eau des régions équatoriales, disait-on, dilatée par la chaleur, tend à se déverser à droite et à gauche vers les latitudes tempérées. Le mouvement qui en résulte, au lieu d'être exactement dirigé suivant les méridiens, s'infléchit du sud-est au nord-est dans l'hémisphère boréal, du nord-est au sud-est dans l'hémisphère austral, en raison du sens de la rotation diurne et ainsi partent de l'équateur, se dirigeant vers les pôles, deux courants chauds qui, pour l'Atlantique, sont, d'une part le Gulf slream et de l'autre, le courant longeant la côte du Brésil. Pour rétablir l'équilibre, il faut que les eaux de la zone tempérée affluent à l'équateur et ainsi le double circuit se referme par des courants froids, longeant le bord oriental des océans et subissant, toujours par l'effet de la rotation terrestre, une déviation inverse de celle qui affecte les courants chauds. D'ailleurs celte double boucle, atteignant d'un côté la pointe de Terre-Neuve et de l'autre le promontoire brésilien, provoque, dans les mers voisines, un mouvement de remous, qui détermine l'arrivée des eaux froides arctiques ou antarctiques, le long des côtes américaines, jusqu'à des latitudes assez voisines des tropiques.

Cette théorie, qui semble rendre un compte fort exact des circonstances observées dans l'Atlantique, se heurte, en ce qui concerne le Pacifique, à une difficulté sérieuse. Dans cet océan si largement ouvert, où rien ne s'oppose à la circulation des eaux, le phénomène de la double boucle devrait se produire avec une intensité encore supérieure à celle qui le caractérise dans l'Atlantique. Or il n'en est rien et c'est à peine si, le long de la côte japonaise, on observe un courant chaud, bien inférieur en puissance au Gulf stream et bien loin de contribuer au même degré au relèvement des isothermes suivant son axe.

D'autre part, si le Gulf stream était réellement dû à l'afflux des eaux équatoriales, c'est à l'équateur même qu'il devrait prendre naissance avec toute sa force.

102 PHYSIOGRAPHIE.

Or il ne commence à devenir distinct qu'au sortir du canal de la Floride, entre cette péninsule et les îles Bahama. C'est alors que, sous la forme d'un fleuve de soixante kilomètres de largeur, s'écoulant avec une vitesse de 2m,57 par seconde, (c'est-à-dire supérieure à une fois et demie celle du Rhin, du Nil et du Gange), il roule, au milieu d'une mer dont la température n'est que de 18°, des eaux chaudes à 25°, transportant des produits végétaux des tropiques, qu'on retrouvera plus tard échoués sur les côtes de l'Islande, de la Scandinavie et de la Nouvelle-Zemble. Ce môme courant, en face de Charlestown, où sa largeur est de 90 kilomètres, conserve encore une vitesse de 0m,50 et une température de 20°, dépassant de 6° celle de la mer environnante ; c'est sans nul doute à son influence qu'est dû le relèvement si exceptionnel des isothermes et surtout des isochimènes dans l'axe de l'Atlantique, dont les côtes orientales bénéficient grâce à lui, jusqu'au delà du 70e parallèle, d'une douceur de climat inconnue sur le littoral de l'ouest.

Cette circonstance, que le Gulf stream ne commence à être caractérisé qu'au delà du canal de la Floride, suggère immédiatement une explication très plausible de la formation de ce fleuve d'eau chaude. Les eaux tropicales, poussées par les vents alizés dans la mer des Antilles, s'y trouvent soumises à un réchauffement d'une énergie exceptionnelle, bien explicable si l'on songe que cette mer est justement sur le passage de l'équateur thermal. L'espace renfermé entre la Colombie, l'Amérique centrale, le Mexique, les États-Unis du sud et les Antilles forme donc une vaste chaudière dévaporation et de concentration, d'où les eaux doivent tendre à s'échapper avec une vitesse proportionnée à l'excès de leur température sur celle de l'océan; mais leur écoulement ne peut se faire qu'à travers l'étroit goulot de Bahama, dont les faibles dimensions accentuent encore l'énergie du courant et le rendent capable de conserver une vitesse appréciable jusqu'au milieu de l'Atlantique. Que l'isthme de Panama vienne à disparaître ou que le golfe du Mexique soit largement ouvert à Test, et le Gulf stream n'est plus qu'un courant de second ordre comme celui de la côte du Japon ou encore comme le courant chaud de la côte brésilienne. Ainsi ce fleuve marin, qui exerce sur le climat de l'Europe septentrionale une si bienfaisante influence, n'est point le résultat d'un phénomène cosmique ; il est dû presque tout entier aux circonstances géographiques propres à la mer des Antilles, et de môme qu'il n'a sans doute pas toujours existé, de môme il est exposé à prendre fin le jour où les îles des Indes orientales se transformeraient en une chaîne de montagnes continue avec la côte américaine.

En résumé, l'état géographique actuel du globe influe sur la température de la surface de la mer, à la fois par l'excès de chaleur ou de froid qui résulte, suivant les latitudes, de la présence des continents et par la direction que la forme de ces derniers imprime au phénomène des courants marins.

Température des nappes profondes. — Tandis que l'eau douce offre, à 4° au-dessus de zéro, un maximum de densité en vertu duquel, en hiver, l'eau du

I^MÉSSMlii

Nu

■Si

fond des lacs est moins froide que celle de la surface, l'eau de mer, au contraire, devient plus dense à mesure qu'elle se refroidit. Par suite, si l'océan subit, en hiver, l'influence réfrigérante de masses atmosphériques à basse température, l'eau ainsi refroidie doit tendre à gagner le fond. 11 semble donc qu'on ait le droit de s'attendre à voir la température de l'océan diminuer, à partir de la surface, jusqu'à ce qu'elle ait atteint un minimum à peu près égal à la moyenne du mois le plus froid. Ainsi toute masse océanique devrait comprendre une nappe supérieure, accessible à l'influence des radiations solaires et une nappe inférieure, généralement beaucoup plus importante que l'autre, et caractérisée par la constance de sa température, égale à la moyenne hivernale de la surface dans la région considérée.

Cependant la distribution théorique qui vient d'être indiquée n'est réalisée que dans les mers intérieures, telles que la Méditerranée. Dans le Pacifique aussi bien que dans l'Atlantique, c'est un tout autre mode qui prévaut, ainsi que nous l'ont récemment appris les intéressantes recherches poursuivies par l'équipage scientifique de divers navires anglais ou allemands, le Lightning, le Porcupine, le Shearwater, la Gazelle et surtout le Challenger.

Le fait dominant que ces recherches ont mis en évidence est le suivant: audetms (Tune zone de faible épaisseur, directement influencée par les rayons solaires, toute la masse de V Atlantique et du Pacifique est à une température infiniment plus batte que celle qui, dans chaque région étudiée, règne à la surface de la mer pendant le mois le plus froid.

Dans l'Atlantique, la couche d'eau chaude de la surface a une épaisseur comprise entre 110 et 150 mètres; sa température s'abaisse, à l'équateur, de 25°, 3 à 15*. A partir de là, la surface isotherme de 5° se rencontre à 585 mètres, celle de* à 800 mètres, celle de 5° à 2000, celle de 2° à 5300. Enfin au fond, situé, sons la ligne, à 4200 mètres, règne une température de zéro. Le diagramme de la figure 19, emprunté à M. Wyville-Thomson (1), fait du reste connaître toutes les circonstances de la distribution de la température dans l'Atlantique occidental, de part et d'autre de l'équateur et jusqu'aux latitudes de 45°. On voit que la température est d'autant plus basse qu'on se rapproche davantage du pôle antarctique; c'est vers 35° de lat. N. que les surfaces isothermes s'abaissent le plus, évidemment par suite d'un afflux d'eau chaude, dans lequel on ne saurait méconnaître l'influence duGulf stream. On remarquera en outre ce fait curieux que c'est sous l'équateur môme que la tranche de température supérieure à 5° est le plus mince ; comme d'ailleurs on a observé aussi un moindre degré de salure dans les eaux équatoriales que dans celles de l'Atlantique nord, on est en droit d'en conclure que les eaux froides antarctiques arrivent, sous l'équateur, presque à la surface.

Les circonstances sont analogues dans l'océan Pacifique ; la tranche d'eau

(1) Procecdingt ofthe Royal Society, XXIV, n° 170.

104 PBÏSIOGRÀPHŒ.

possédant une température supérieure à 10* varie de 150 à 360 mètres de puissance. La surface isotherme de b* se maintient entre 730 et 020 mètres de profondeur. Celle de 2* suit assez régulièrement le niveau de 3000 met res, du moins entre

les Iles Sandwich et Valparaiso. Quant à la température du fond, elle est de-f-i' dans le Pacifique oriental et de 0°,67 à 0° entre les Sandwich et les îles Kouriles. Hais la partie septentrionale de cet océan n'offre pas, comme celle de l'Atlantique, un abaissement des isothermes et la tranche chaude, au lieu d'atteindre son minimum d'épaisseur sous l'équaleur, y est, au contraire, plus puissante que partout ailleurs. Ainsi il n'y a pas identité entre les deux océans et on peut dire que, à latitude égale, la température du Pacifique septentrional est plus basse, dans les grandes profondeurs, que celle de l'océan Atlantique.

Afflux dea un polaire* dana la profondeur. — Or ces circonstances s'expliquent sans difficulté si l'on réfléchit que la température des profondeurs océaniques, incomparablement plus basse que celle de l'hiver à la surface, ne peut provenir que de l'afflux des eaux antarctiques. Mais cet afflux se fait d'autant mieux que la communication avec les régions australes est plus largement ouverte et voilà pourquoi le Pacifique septentrional est plus froid que l'Atlantique. Quant aux régions boréales, elles ne peuvent exercer qu'une faible influence, le détroit de Behring fermant à peu prés le Pacifique et l'Atlantique du nord étant à la fois étroit et peu profond. Aussi les eaux chaudes amenées par le Gulf stream s'accumu lent-cil es dans ce dernier océan comme dans une sorte de cul-de-sac et leur chaleur, ne pouvant plus se répandre en latitude, s'y répand en profondeur. Ainsi s'explique cet abaissement des surfaces isothermes atlantiques sous le 35e degré de lat. N. , alors que rien de semblable ne s'observe dans le Pacifique. En résumé, de même que la configuration géographique des deux océans régie

le régime des courants superficiels qui s*y produisent, de même elle détermine le mode de propagation de la température dans leur masse.

Quant à la cause qui produit ce mouvement des eaux antarctiques vers le nord, quelques observateurs ont voulu y voir l'effet d'une sorte de circulation océanique verticale, analogue à cette circulation horizontale par laquelle on a tenté d'expliquer les courants de surface. Il y aurait, dans cette manière de voir, déversement des eaux équatoriales vers les pôles et retour des eaux polaires par la profondeur. Mais le diagramme ci-dessus, comme celui qu'on pourrait dresser pour le Pacifique, nous empoche d'admettre une telle hypothèse et nous croyons volontiers, avec M. Wyville-Thomson, qu'il ne faut voir dans les faits observés que la preuve d'une différence d'équilibre entre les deux hémisphères. Dans celui du sud, qui est essentiellement océanique, il y a excès de précipitation sur l'évaporation. L'excès contraire a lieu dans l'hémisphère boréal et dès lors les deux colonnes océaniques ne se faisant plus équilibre, les eaux antarctiques affluent sans cesse pour rétablir la balance. Cette affluence se fait d'ailleurs lentement et en quelque sorte par conduction au lieu de donner naissance à des courants profonds d'une vitesse appréciable. Ainsi, comme dans tous les exemples que nous avons examinés jusqu'ici, la raison d'être du phénomène thermique dans les océans serait non pas cosmique, mais géographique et liée, par conséquent, à 1 état actuel de notre globe.

Température des mers Intérieures. — Tout autre est la distribution de la

température dans les mers intérieures. Prenons pour exemple la Méditerranée. Cette mer, qui ne communique avec l'océan que par le détroit de Gibraltar, dont la profondeur varie entre 220 et 565 mètres, se divise en deux bassins, séparés l'un de l'autre par la crête sous-marine qui relie la Sicile et l'Afrique, à 565 mètres au-dessous de la surface de l'eau. Dans le bassin occidental, la température, de 24» à 25° à la surface, s'abaisse à 13° à 185 mètres de profondeur. De ce point jusqu'au fond, situé par 2575 mètres, elle demeure presque constante et comprise entre 15° et 12°,78. Dans le bassin oriental, la température est de 26°,67 à la surface, de 15°,6i à la hauteur du haut-fond sicilien et de 13°,5 au fond du bassin, situé par 5488 mètres. Si donc le premier bassin subit un peu l'influence réfrigérante de l'océan voisin, ou du moins celle des tranches de cet océan comprises entre la nappe d'eau chaude et la profondeur de 565 mètres, le second bassin offre, au-dessous de la nappe chaude, épaisse de 565 mètres, une température absolument uniforme et justement égale à la moyenne du mois le plus froid.

La mer de Sulu, située dans l'archipel des Indes néerlandaises, et profonde, a son milieu, de 4800 mètres, est séparée de la mer de Chine par une barrière sous-marine située à 740 mètres de la surface. A cette profondeur, la température de la mer de Chine est de 10°,28 et elle s'abaisse encore de là à 1700m, où elle devient constante jusqu'au fond et égale à 2°,54. Or la température de 10°,28 est celle de la mer de Sulu dans toute la nappe comprise entre 740 et 4800 mètres. Quant à la Mer Rouge, où la température dépasse quelquefois 52° à la surface,

406 PHYSIOGRAPHIE.

nulle pari, dans aucune saison, elle ne s'abaisse, sur le fond, au-dessous de 31°,67, minimum d'hiver de la région. Enfin le même fait se vérifie encore dans certains fjords de Norvège, qui, très profonds au milieu, sont séparés de la mer par des crêtes sous-marines. Ainsi H. Mohn a observé, dans un de ces fjords, à 80 ou 90 mètres de la surface, une température de 6#, se maintenant constante jusqu'au fond, à 1280 mètres.

Par conséquent il est permis de dire que toute mer fermée possède, dans ses profomleurs, une température uniforme, qui est ou bien celle de Vhiver dans h région, ou celle de la dernière couche océanique avec laquelle elle est en libre communication.

La conclusion de cette rapide étude des conditions thermiques dans les mers •est que la latitude, c'est-à-dire le facteur astronomique, n'intervient que pour fixer la température de la surface des masses liquides et encore à la condition de voir le résultat modifié, soit par la configuration des bassins, soit par les courants marins. A partir de la couche superficielle, tout ce qui se passe dans les régions inférieures, de beaucoup les plus importantes, ne dépend que du relief du fond •et de la facilité plus ou moins grande avec laquelle ses diverses parties peuvent communiquer. On comprend aisément combien ces considérations importent au géologue, en raison de l'influence que ces conditions variables doivent exercer -sur le développement des organismes et le mode de formation des dépôts marins.