Rodolphe Radau

“ Si les hommes n’en peuvent supporter la chaleur, les machines ne seront pas si délicates. Nous voici en possession d’un vaste local dont les parois sont à la chaleur de nos fours et de nos étuves. Amenons-y un ruisseau, une petite rivière ; elle en ressortira plus chaude que l’eau bouillante et sera une vraie mine de chaleur, comme les précieuses couches de charbon de terre de l’Angleterre et de la Belgique. ”

“ De même il arrive parfois que des meules de grès que l’on fait tourner trop vite se brisent sous l’effort de la force centrifuge, et que les éclats soient lancés au loin. C’est ainsi que les particules d’une sphère qui tourne sur elle-même tendent à s’éloigner de l’axe de rotation, et cette tendance centrifuge croît depuis les pôles, où elle est nulle, jusqu’à l’équateur, où elle atteint son maximum. Sur la terre, elle a pour effet de diminuer la pesanteur : les corps semblent un peu moins lourds sous l’équateur que sous les cercles polaires. Concevons maintenant la terre entièrement liquide ”

“ Néanmoins la recherche de la véritable figure de la terre est un des problèmes les plus épineux qui soient, dès qu’il s’agit de sortir des approximations dont on peut se contenter dans un traité de géographie. Depuis Newton, on avait toujours admis que la terre était un ellipsoïde de révolution, en d’autres termes que les méridiens étaient des ellipses, l’équateur et tous les parallèles des cercles ”

“ Mais si la terre est une masse liquide recouverte d’une croûte solide, ces actions ne se transmettront qu’à la partie solide, qui glissera en quelque sorte sur le noyau liquide. Les forces perturbatrices agissant dès lors sur une masse totale beaucoup moindre que si elles entraînaient le globe entier, les changemens qui en résultent dans le mouvement de rotation de la croûte solide doivent être beaucoup plus grands que ceux qu’on a obtenus en regardant la terre comme une seule masse solide, et ils seront d’autant plus grands que la croûte sera supposée plus mince. ”

“ Les opérations dont il vient d’être question servent à déterminer la figure de la terre par les angles que font avec l’axe du monde les verticales d’une série de stations, c’est-à-dire les directions de la pesanteur. Un autre moyen consiste à mesurer, sur un grand nombre de points, l’intensité de la pesanteur, et par là la distance au centre de la terre, en comptant les oscillations d’un pendule : ces oscillations s’accélèrent quand l’attraction se manifeste avec plus d’énergie, quand, par conséquent, l’observateur se trouve plus près du centre. ”

“ Aune profondeur de 2 ou 3 kilomètres, cette eau possède déjà une température de 100 degrés ; mais la pression de 200 ou 300 atmosphères qu’elle supporte empêche l’ébullition, car à 100 degrés la vapeur ne peut acquérir qu’une tension égale à une atmosphère, et elle ne se forme que si la pression ne dépasse pas cette limite. Sous des pressions plus fortes, l’ébullition exige une température plus élevée (le point d’ébullition est la température à laquelle la tension de la vapeur égale la pression qui pèse sur le liquide) . ”

“ En moyenne, on admet généralement que l’augmentation est de 1 degré pour 30 mètres. Si cette progression se continuait indéfiniment, il est clair qu’à une profondeur de 2,700 mètres on devrait rencontrer la température de l’eau bouillante, et qu’au delà de 50 kilomètres la chaleur dépasserait 1,600 degrés, température à laquelle fondent le fer et la plupart des roches. C’est là l’argument principal de ceux qui soutiennent que l’écorce solide du globe n’a qu’une épaisseur de 40 ou 50 kilomètres, qui lui donne, par rapport au noyau liquide, l’importance de la coquille d’un œuf. ”

“ Mais il ne faut pas oublier que l’intensité de la pesanteur peut être troublée par les mêmes causes qui en altèrent la direction. Une accumulation locale de roches très denses peut augmenter l’attraction terrestre, des vides peuvent la diminuer. La dénivellation de l’Océan dont nous avons déjà parlé, qui relève le niveau des eaux dans le voisinage des grands continens et l’abaisse au large, a évidemment pour effet de rapprocher les îles du centre de la terre, puisqu’elles se trouvent ainsi situées dans une sorte de vallée océanique. ”

“ Laplace conçoit tous les astres formés par la condensation graduelle d’une nébulosité diffuse dans l’espace et qui devient lumineuse à mesure qu’elle est concentrée par l’effet de la gravitation. Le soleil lui-même était d’abord une nébulosité à noyau brillant. En supposant le système doué d’un mouvement de rotation, — et c’est là un postulat qu’on ne peut éviter, — l’atmosphère solaire prend d’abord une figure d’équilibre sphéroïdale, fortement aplatie et limitée dans ses dimensions par la zone où la force centrifuge balance la pesanteur. ”

“ M. Delaunay conclut en affirmant qu’à son avis les phénomènes de la précession et de la nutation ne peuvent fournir aucune donnée sur le plus ou moins d’épaisseur de la croûte solide du globe.
Sir William Thomson considère encore la question sous un autre point de vue. Lorsqu’on cherche à déterminer par la théorie la hauteur des marées, on suppose généralement que les eaux seules cèdent à l’attraction luni-solaire, tandis que l’enveloppe solide de la terre n’éprouve aucune déformation sous l’influence des forces qui soulèvent l’Océan. ”

“ En admettant que la croûte solide n’a qu’une faible épaisseur et qu’elle enveloppe une nappe liquide reposant sur un noyau pâteux, on facilite l’explication d’une foule de phénomènes, et notamment l’ascension des laves dans les cheminées volcaniques, qui serait due en partie à la pression hydrostatique développée par le poids des masses rocheuses. Cette pression pourrait même avoir contribué au soulèvement des montagnes, en faisant émerger les masses solides les plus légères au-dessus du niveau d’une mer de lave plus lourde. ”

“ Newton avait deviné l’aplatissement de la terre en partant de cette idée qu’elle avait dû être primitivement liquide ; car la force centrifuge qui naît de la rotation tend à renfler l’équateur aux dépens des régions polaires.
Lorsqu’on fait tourner une fronde, la tension de la corde prouve que la pierre qui est au bout fait effort pour s’échapper ; elle s’envole dès que la corde défaite cesse de la retenir. ”

“ Lorsqu’on réfléchit à l’effort épouvantable nécessaire pour soulever et pour projeter au loin de telles masses, il est bien difficile d’admettre que les foyers souterrains qui alimentent les volcans, et dont l’activité se manifeste depuis les époques les plus reculées, puissent n’être que des accumulations locales de matières en fusion ; on conçoit encore moins que la chaleur de ces foyers puisse être le résultat d’actions chimiques qui s’accomplissent au sein de la terre. ”

“ « Ainsi, dit Laplace, les phénomènes singuliers du peu d’excentricité des orbes des planètes et des satellites, du peu d’inclinaison de ces orbes à l’équateur solaire, et de l’identité du sens des mouvemens de rotation et de révolution de tous ces corps avec celui de la rotation du soleil, découlent de l’hypothèse que nous proposons et lui donnent une grande vraisemblance. » Elle explique encore pourquoi la durée de la rotation du soleil (vingt-cinq jours) est moindre que celles de la révolution des diverses planètes ”

“ Les nuages de vapeurs sortis d’un cratère d’éruption se condensent souvent et retombent en pluies diluviennes qui, en délayant les cendres volcaniques, produisent des torrens de boue. Les coulées de lave sont d’ailleurs elles-mêmes imprégnées de vapeurs qui donnent à ces masses incomplètement fondues une remarquable fluidité, et qui se dégagent rapidement pendant la descente de la coulée. Parfois même ces vapeurs emprisonnées occasionnent, en s’échappant brusquement, des éruptions en miniature au milieu d’un torrent de lave qui commence à se figer. ”

“ La verticale apparente indiquée par le fil à plomb, ou déterminée au moyen du niveau d’eau, du bain de mercure, etc., n’est autre chose que la direction effective de la pesanteur, qui peut être notablement influencée par des attractions locales dues à une distribution irrégulière des masses dont le sol est formé; le voisinage d’une montagne peut faire fléchir le fil à plomb d’une manière très sensible, et une caverne souterraine peut causer une déviation en sens opposé. ”

“ Or un principe de mécanique nous apprend qu’à mesure que le refroidissement resserre l’atmosphère et condense à la surface du noyau les molécules qui en sont voisines, la vitesse de rotation augmente ; la force centrifuge devenant ainsi plus grande, le point où la pesanteur lui est égale, ou la limite de l’atmosphère, se trouve plus près du centre, et les molécules reléguées dans la nouvelle banlieue deviennent planètes. ”

“ Il m’a toujours semblé, en vérité, que M. Hopkins eût pu pousser plus loin son argumentation et conclure qu’aucune masse liquide continue, approchant des dimensions d’un sphéroïde de 6,000 milles (9,600 kilomètres) de diamètre, ne peut exister dans l’intérieur de la terre sans rendre les phénomènes de la précession et de la nutation très sensiblement différens de ce qu’ils sont. ”

“ L’écorce terrestre, en se refroidissant, éprouve un retrait, puis des ruptures qui se produisent suivant des arcs de grands cercles ; la lave, comprimée par la croûte solide qui s’est resserrée, monte à travers ces fissures, dont elle plisse et relève les bords, et forme, en se solidifiant, de longs bourrelets qui constituent les chaînes de montagnes. ”

“ En résumé, la densité moyenne de la terre paraît donc être cinq fois et demie celle de l’eau; elle est double de la densité à la surface, qui ne diffère pas beaucoup de 2,5. Il s’ensuit qu’il doit y avoir, dans l’intérieur de la terre, des masses très lourdes dont l’excès de densité compense le défaut de densité des roches superficielles. Cela n’a rien de surprenant, car les fortes pressions que supportent les couches profondes doivent nécessairement en augmenter la densité naturelle. Mais quelle est la loi suivant laquelle la densité augmente de la surface au centre? ”

“ En déterminant l’effet dû à l’action du soleil et de la lune sur le renflement équatorial, dit M. Hopkins, on regarde la terre comme un corps solide dont toutes les parties sont invariablement liées les unes aux autres, et qui doit participer tout entier à l’effet de ces actions perturbatrices. ”

“ En considérant les effets prodigieux des éruptions volcaniques et des tremblemens de terre, les oscillations séculaires du sol, les changemens que l’action de la mer et celle des rivières opèrent encore de nos jours à la surface du globe, les partisans de l’uniformité des causes en géologie rejettent l’idée des révolutions brusques qui sont invoquées dans le camp opposé. On ne peut cependant nier que la terre a vieilli et que ses activités ont dû changer. ”

“ Le mouvement additionnel dû aux causes indiquées est d’une telle lenteur que la masse fluide qui constitue l’intérieur du globe doit suivre la croûte qui l’enveloppe absolument comme si le tout formait une seule masse solide. Les pressions auxquelles sont soumises les diverses parties de la masse liquide sont si énormes que nous ne pouvons pas nous faire une idée de l’influence que ces pressions peuvent avoir sur le degré de viscosité du fluide dont il s’agit. ”

“ Un calcul analogue pourra être fait lorsqu’on aura compté les oscillations d’un pendule au sommet et au pied de la montagne. En transportant le pendule au sommet, on s’éloigne du centre de la terre et l’on doit perdre quelques oscillations par jour; mais l’attraction de la montagne compense en partie la diminution de pesanteur qui dépend de l’altitude, et l’on a ainsi le moyen de comparer sa masse à celle de la terre. ”

“ Il est fort possible que la surface interne de cette écorce soit creusée de longs sillons et fendillée par des crevasses, surtout le long des lignes où les contours des continens marquent les soudures des plaques d’inégale densité qui constituent la terre ferme et le lit de l’Océan.
La quantité de matière qu’un volcan peut rejeter dans une seule éruption dépasse tout ce qu’on peut imaginer. Le volume de la coulée de lave qui, lors de la grande éruption de 1840, sortit du cratère de Kilauea, a été évalué à 5 milliards et 1/2 de mètres cubes ”

“ Les expériences sur la résistance des matériaux nous ont appris que de petits cubes de granit s’écrasent sous un poids de 700 atmosphères, le basalte et le porphyre sous des poids de 2,000 et 2,500 atmosphères; quand la pression atteint ces limites, les roches se désagrègent, se pulvérisent intérieurement. Le cuivre, l’acier, la fonte de fer, résistent à des pressions doubles ou triples; mais que deviennent les métaux sous une pression cent fois, mille fois plus forte? ”

“ Ces vapeurs abandonnées, — laisses de l’océan solaire, — ont dû former d’abord des anneaux concentriques circulant autour du soleil, comparables à l’anneau de Saturne ; ces anneaux n’ont pas tardé à se rompre en plusieurs masses qui, bientôt conglobées elles-mêmes, ont pris la forme sphéroïdale, avec un mouvement de rotation dirigé dans le sens de leur révolution. C’est ainsi, que sont nées les planètes, qui à leur tour ont donné naissance, en se refroidissant, aux satellites qui les accompagnent aujourd’hui. ”

“ En tous cas, les volcans sont des témoins irrécusables de l’existence d’un foyer souterrain : ils semblent vraiment les mille portes de l’enfer où couve le feu éternel. Le nombre des volcans connus s’accroît sans cesse avec les progrès de la géographie, parce que parmi les contrées les moins explorées se rencontrent des régions éminemment volcaniques. ”

“ Une température de 1,300 degrés comporterait probablement une tension de 10,000 atmosphères, — c’est à peu près le maximum de l’effort que les gaz de la poudre produisent dans l’âme d’un canon de gros calibre, — et l’on voit qu’il y aurait là une force plus que suffisante pour expliquer les effets mécaniques dont les volcans nous offrent le terrifiant spectacle. ”

“ Nous savons, avec certitude, que la figure de la terre ne s’éloigne pas beaucoup d’une sphère parfaite, car l’aplatissement qui résulte des mesures géodésiques est, en nombre rond, égal à 1/300, d’où il suit que le rayon équatorial ne surpasse le rayon polaire que de 22 kilomètres. ”

“ Les mines qui ont été creusées sur tant de points n’avaient pour but que l’exploitation des richesses minérales, et les profondeurs qui ont été atteintes ne dépassent guère, et dans des cas très rares seulement, un millier de mètres. C’est à peine la six-millième partie du chemin qu’il faudrait faire pour aller jusqu’au centre de la terre : ce que seraient des piqûres d’un millimètre de profondeur sur une sphère de 13 mètres de diamètre, grosse comme une petite maison. ”

“ Sir George Airy lui-même est venu prêter l’appui de sa grande autorité aux partisans de l’hypothèse du noyau liquide dans l’intéressante conférence qu’il a faite récemment à Cockermouth, devant un public de mineurs et de gens du monde. Pour l’illustre astronome royal, l’écorce terrestre est formée de roches plus ou moins compactes qui flottent sur une masse de lave fluide ou semi-fluide : les roches les plus lourdes forment le lit des mers ”