R. Radau

“ La chaleur qui vient du soleil et l’humidité qui monte du sein des mers sont loin de suffire au développement des végétaux : il faut à chaque plante sa ration déterminée de lumière pour qu’elle puisse germer, fleurir et fructifier. Elle respire sous l’excitation des rayons qui la frappent ; les feuilles se colorent et les fruits mûrissent parce que la lumière intervient à titre de stimulant des actions chimiques. Y a-t-il aussi dans la vie animale des phénomènes qui dépendent d’une manière plus ou moins directe d’une influence instigatrice exercée par les rayons lumineux ? ”

“ Le soleil passe librement à travers les vitres et vient échauffer le terreau qu’elles recouvrent ; mais la chaleur que celui-ci rend par voie de rayonnement ne peut plus passer au dehors, parce qu’elle est obscure et que le verre est opaque pour la chaleur obscure ; elle est forcée de s’accumuler dans la serre. L’atmosphère produit donc le même effet que si toute la terre était vitrée, elle la transforme en serre ; le soleil y entre, mais il trouve la route barrée pour sortir. Voilà le rôle que l’atmosphère remplit vis-à-vis des rayons calorifiques. ”

“ Ces résultats montrent la grande influence que les substances mêlées à l’air peuvent exercer sur la distribution de la chaleur ; rien ne prouve qu’elles sont indifférentes pour le régime de la lumière. Voici d’ailleurs ce que l’expérience journalière nous apprend à cet égard.
Le soleil nous éclaire de deux manières : d’abord par les rayons acérés qui pénètrent jusqu’au sol avec un éclat insupportable pour nos yeux, ensuite par cette lumière plus douce qui se joue dans l’atmosphère et que le fluide éthéré nous renvoie répercutée entre mille surfaces réfléchissantes. ”

“ Peut-être aussi que les poussières atmosphériques ne sont pas étrangères à ces phénomènes. Quoi qu’il en soit, il est de fait que la lumière diffuse du jour a une teinte bleuâtre, bien qu’elle soit toujours mélangée de beaucoup de lumière blanche qui a été réfléchie sans se décomposer. Or les rayons bleus retenus par l’atmosphère manquent nécessairement dans la lumière qui parvient directement jusqu’à nous ; il en résulte que le rouge y acquiert une prédominance d’autant plus sensible que le soleil est plus bas et la route des rayons directs dans l’air plus longue. ”

“ On pourrait à la rigueur calculer l’absorption que l’air exerce sur les différens rayons à toute heure du jour sous une latitude donnée, et en déduire l’intensité variable de ces rayons en tant qu’elle dépend de l’élévation du soleil ; mais l’air n’est pas seul à produire cet effet. Les quantités très variables de vapeur d’eau et d’eau liquide qu’il tient en suspension, les poussières solides qu’il charrie, les gaz qui s’y mêlent accidentellement, ont une très grande action sur la lumière qui les traverse. ”

“ Le soleil hâle la peau et rougit le sang ; l’animal privé de lumière devient chlorotique comme la plante qui est élevée dans une cave. On peut dire que le soleil se peint dans la faune d’une contrée. Quelle différence de formes et de couleurs depuis les animaux des régions polaires, qui sont couleur de boue et de neige, jusqu’à la faune splendide des tropiques, où l’oiseau-mouche porte un plumage tissé de lumière ! ”

“ Sans doute la distribution de la chaleur ne suit que bien vaguement les parallèles de latitude, et les lignes isothermes qui réunissent les points ayant même température moyenne serpentent à la surface terrestre en méandres capricieux ; mais cela tient à la nature particulière de la chaleur. Une grande partie du calorique qui naît de l’absorption des rayons solaires dans l’eau et dans le sol qu’ils frappent est enlevée et transportée par les courans de la mer ou par les vents, de sorte qu’il arrive rarement qu’elle soit utilisée au moment et au lieu même où elle prend naissance. ”

“ L’expérience a prouvé que le temps d’exposition nécessaire pour obtenir une teinte déterminée est toujours en raison inverse de l’intensité de la lumière dont on fait usage. On obtient le même résultat en faisant agir une lumière d’intensité donnée pendant deux secondes, que lorsqu’on emploie pendant une seconde seulement une lumière d’intensité double. La valeur d’une teinte est dès lors donnée par la quantité totale de lumière qui a été versée sur un papier photographique de sensibilité normale ; elle est égale au produit de l’intensité lumineuse par le temps d’exposition. ”

“ Un léger voile de nuages blancs peut quadrupler l’action de la lumière diffuse, et la couche représentative d’acide monte alors avec une rapidité tumultueuse, comme une marée qui suit la course du nuage. ”

“ Quand la photométrie nous aura fait connaître le climat chimique des différentes zones et les circonstances qui en déterminent les modifications locales, nous finirons par nous expliquer bien des anomalies apparentes de la végétation et peut-être aussi de la vie animale. La température, l’humidité, les vents, ne suffisent pas pour rendre compte de tout ce que l’expérience enseigne au cultivateur, souvent à ses dépens ; il est presque certain que l’étude suivie des variations de la lumière céleste contribuerait beaucoup à éclaircir certaines énigmes de la chimie agricole. ”

“ C’est ainsi que la lumière, en faisant croître et prospérer les plantes, prépare aux habitans de la terre leur nourriture et crée pour eux une source intarissable de puissance mécanique. Elle est, suivant l’heureuse expression de Lavoisier, le flambeau de Prométhée qui répand sur notre planète l’organisation, la vie, le sentiment et la pensée. ”

“ Si on compare les nombres relatifs à la lumière diffuse et au plein soleil, on arrive à ce résultat assez singulier que l’illumination chimique produite par la lumière du ciel l’emporte sur celle qui est due aux rayons directs tant que le soleil ne s’élève pas à plus de 30 degrés au-dessus de l’horizon. En calculant la somme d’action que le soleil exerce pendant une journée et en l’ajoutant à celle qui a été trouvée pour la lumière diffuse, on obtient l’effet total de la lumière du jour. ”

“ Très souvent, quand le soleil est bas, l’activité chimique des rayons qu’il nous envoie directement est tout à fait nulle, et l’effet chimique de la lumière totale du jour ne varie pas d’une manière appréciable lorsqu’on écarte le soleil par un écran, et cependant les objets qu’il éclaire projettent une ombre très noire, preuve évidente de l’éclat optique des rayons directs. ”

“ Si la vigne recherche le soleil, ce n’est point assurément à cause de la chaleur seule, mais c’est encore, et peut-être surtout, à cause de la lumière ; c’est la lumière qui dore les grappes et y élabore les principes sucrés.
La force primitive des rayons solaires, avant qu’ils arrivent aux limites de l’atmosphère, se représente par 35 mètres d’acide chlorhydrique par minute. ”

“ L’élément transparent et léger qui nous environne ne fournit pas seulement aux êtres vivans les gaz nécessaires à la respiration, il intervient encore d’une manière très essentielle dans le partage général de la lumière et de la chaleur que nous dispense le soleil. Nous avons déjà vu que les vents se chargent de disséminer à la surface de la terre la chaleur qu’ils enlèvent au sol embrasé des contrées tropicales ; mais là ne se borne pas le rôle de l’atmosphère. ”

“ Il n’en est plus de même lorsque nous considérons les radiations chimiques. L’effet qu’elles produisent se fixe au point même qu’elles frappent ; ni les vents ni les eaux ne le transportent au loin. C’est du moins ce que nous devons admettre jusqu’à preuve du contraire. L’air ne paraît point acquérir des propriétés nouvelles par suite du passage des rayons chimiques, tandis qu’il est échauffé par le rayonnement du sol qui a été exposé à l’ardeur du soleil ; il n’y a donc pas de vent chimique comme il y a des vents chauds. Tout l’effet des rayons actifs s’épuise sur place ”

“ La vapeur d’eau qui remplit les couches basses de l’atmosphère est invisible ; les brouillards et les nuages sont de la vapeur condensée, de l’eau à l’état liquide. Les poussières atmosphériques deviennent visibles lorsqu’un rayon de soleil vient à percer un épais nuage dont l’ombre se projette sur le sol ; la lumière réfléchie par les atomes en suspension dans l’air trace alors manifestement la route du rayon. ”

“ Il faudrait observer la force du soleil, celle de la lumière disséminée dans l’atmosphère et réfléchie ou transmise par les nuages, déterminer les circonstances qui influent sur l’activité chimique des rayons solaires et les lois des variations qu’elle éprouve d’un lieu à l’autre et d’une saison à la suivante, enfin préciser la nature des fonctions que la lumière remplit dans l’enchaînement des phénomènes de la vie organique. ”

“ Radiation chimique, elle active la respiration des plantes, qui, sous l’influence des rayons solaires, détruisent l’acide carbonique exhalé par les animaux, dégagent l’oxygène et fixent le carbone, créant ainsi de la matière organique qui servira de nourriture aux êtres vivans. Nos alimens et nos combustibles proviennent, directement ou par voie de transformations successives, du règne végétal ; on peut dire qu’ils représentent une somme de force vive empruntée au soleil sous forme de vibrations lumineuses au moment où se sont groupés et combinés les élémens dont les plantes sont faites. ”

“ Les rayons solaires pris ensemble éprouvent dans l’atmosphère une absorption telle que la moitié environ est perdue en chemin, et cette perte se répartit entre les rayons visibles et les rayons obscurs. Le rayonnement du sol au contraire est exclusivement composé de, chaleur obscure ; il rencontre une résistance beaucoup plus grande de la part de l’atmosphère que celle qui s’oppose au passage de la chaleur lumineuse ; un dixième seulement du rayonnement terrestre traverse l’épais manteau protecteur que l’air forme autour du globe. C’est un effet comparable à celui de nos serres. ”

“ Il faudrait déterminer d’une manière précise l’action qu’ils ont sur la germination, celle qu’ils exercent sur la respiration des feuilles en favorisant la réduction de l’acide carbonique fourni par l’atmosphère, celle par laquelle ils interviennent dans l’absorption de l’eau que les végétaux tirent de l’air et du sol, enfin la manière dont les rayons lumineux contribuent à la coloration des parties vertes du végétal et à la maturation des fruits. ”

“ Une bougie placée auprès d’une feuille de papier l’éclairé de moins en moins à mesure qu’elle se consume et que la flamme descend plus bas ; c’est l’effet de l’obliquité croissante des rayons lumineux et l’imitation exacte de ce qui se passe lorsque le soleil s’approche de l’horizon. Or nous connaissons la hauteur que le soleil peut atteindre chaque jour sous une latitude donnée ; nous connaissons de même la loi d’après laquelle l’intensité de la lumière varie avec cette hauteur ”

“ Il résulte de ce qui vient d’être dit que la proportion de rayons chimiques qui arrive annuellement à la surface du sol en un point donné du globe est d’une importance capitale pour l’évolution de la vie organique sur ce point ; c’est l’élément principal de ce qu’on pourrait appeler le climat chimique. A première vue, il peut sembler que la quantité de lumière que le soleil déverse en moyenne sur une contrée ne doive dépendre que de l’élévation qu’il y peut atteindre ”

“ Dans le cas qui nous occupe, vous avez un mélange gazeux sensible à la lumière, il s’agit de le faire servir à l’évaluation de l’intensité lumineuse : vous avez les poids, il faut créer la balance. Vous pourrez ensuite exécuter des mesures, noter la force variable des rayons solaires en chiffres connus, dire la somme totale d’énergie que l’astre radieux dépense en un jour ou dans le courant d’une année, déterminer le pouvoir chimique des lumières artificielles qui nous remplacent le soleil pendant la nuit. ”

“ Cela vient sans doute de l’atmosphère brumeuse du Lancashire, atmosphère dont le pouvoir absorbant est encore augmenté par la fumée dont la chargent d’innombrables fabriques. L’action varie quelquefois brusquement d’un jour à l’autre et même dans l’espace d’une seule heure, sans qu’il se manifeste un changement correspondant dans la clarté du jour ; il est permis de voir là l’effet de vapeurs imperceptibles à l’œil, car les observations horaires prouvent qu’une brume légère et à peine visible exerce déjà une très forte absorption sur les rayons chimiques [3] . ”

“ M. Draper a conçu la possibilité de mesurer la lumière par la synthèse photochimique de l’acide chlorhydrique ; MM. Bunsen et Roscoe ont su réaliser les mesures.
Les fondemens des sciences d’observation sont faits de travaux dont le mérite est tout entier dans les détails minutieux que le vulgaire méprise. Il faut parfois, si l’on veut découvrir la loi d’un phénomène, s’entourer de précautions infinies, s’armer d’une patience à l’épreuve de mille échecs et recourir à des ruses comme un juge d’instruction. ”

“ Ces résultats montrent que les nuages ne sont pas seulement des réservoirs d’humidité ; ils règlent encore, par la réflexion et par l’absorption qu’ils exercent selon les circonstances, la provision d’énergie chimique que la végétation reçoit du soleil, et qui n’est pas moins indispensable à l’économie vitale des plantes que l’humidité ou la chaleur du sol et de l’air. ”

“ L’expérience a montré que la force chimique du soleil augmente, comme sa chaleur, à mesure qu’il monte vers le zénith ; c’est l’effet prévu de l’absorption atmosphérique, très forte près de l’horizon et de moins en moins sensible à mesure que les rayons deviennent moins obliques. ”

“ A l’époque où il darde ses rayons presque d’aplomb sur le parallèle de l’Himalaya, l’énergie chimique du soleil est de moitié plus grande sur les plateaux tibétains, accessibles à la culture du blé, que dans les plaines basses de l’Inde. La différence augmente pour un soleil moins élevé ; lorsqu’il est à mi-chemin entre le zénith et l’horizon, l’illumination des plateaux est déjà double de celle des bas-fonds. ”

“ I On sait que la lumière blanche se compose d’une infinité de rayons diversement colorés que l’on peut étaler en éventail en les faisant passer à travers un prisme. Ils forment alors cette charmante fantasmagorie qu’on appelle le spectre solaire. Au centre se massent les rayons visibles, se dégradant insensiblement du rouge au violet ”