Sphéricité de la Terre

“ Ainsi, en ce qui concerne la sphéricité de la terre, nous rappellerons simplement ou la preuve indirecte qui se tire de l'impulsion centripète en général et de la tendance de chaque corps en particulier vers son centre de gravité, ou la preuve directe et immédiate résultant des phénomènes qu'on observe sur la mer et dans le ciel, et dont le témoignage de nos sens et les simples notions vulgaires suffisent à constater la réalité. ”

“ Isolement de la Terre dans l'espace. — Preuves de la sphéricité de sa forme.
- Ses dimensions, sa masse, sa densité moyenne. — Réfraction atmosphérique; déformation des disques du Soleil et de la Lune.
C'est la Terre considérée comme corps céleste, comme planète, qui va faire maintenant l'objet de notre étude.
C'est elle que nous rencontrons, quand, partis du foyer du monde solaire, nous passons en revue tous les astres qui se trouvent sur notre chemin, dans l'ordre des distances.
La Terre ne marche pas isolée, comme Vénus et Mercure ”

“ Le génie humain peut dès lors s'exercer sur l'étendue entière du globe, et les efforts réunis d'innombrables voyageurs ne laissent pas sans l'explorer un seul coin des régions habitables de sa vaste étendue. Après les calculs faits par les géomètres qui avaient déduit la forme précise de la terre, c'est-à-dire sa sphéricité et l'aplatissement polaire, la mesure directe d'une partie de deux méridiens pris à l'équateur et aux pôles prouve, avec éclat, que la terre est bien un sphéroïde aplati. ”

“ Le principe de la Géophysique ; définition générale de la sphère terrestre (les documents; la sphéricité de la terre) ; le sphéroïde (la notion de la forme sphéroïdale; la mesure des inégalités de la surface) ; la cosmographie du sphéroïde (place de la terre dans l'univers; le soleil et la lune par rapport à la terre ; l'obliquité de l'écliptique) ; conclusion.
CHAPITRE IV. — La Mesure de la circonférence terrestre
128-164
Introduction; la mesure d'un arc de méridien; la mesure de la distance Syène-Alexandrie ; le calcul de la circonférence terrestre; conclusion. ”

“ Si la terre était rigoureusement sphérique, les degrés du méridien seraient parfaitement égaux, à quelque latitude qu'ils fussent mesurés: ainsi, le seul fait de leur inégalité constate directement le défaut de sphéricité. D'une autre part, si la terre est aplatie dans un sens quelconque, il est clair qu'il faudra parcourir un arc plus étendu pour que le pôle s'élève sur l'horizon d'un degré de plus, à mesure que la courbure deviendra moindre. ”

“ On ne saurait penser que le terrain primitif a pu se trouver entièrement sous l'eau, sans attribuer à la terre une sphéricité si parfaite que l'action du liquide en eût été paralysée, d'une manière absolue, dans un temps où., croit-on, la densité de l'atmosphère devait être impénétrable à l'attraction solaire. ”

“ Comme la terre est sphérique, toutes les forces d'attraction s'exercent d'une façon symétrique perpendiculairement à sa surface, et la force attractive du globe s'exerce comme si elle résidait en un seul point situé à son centre. ”

“ En constatant que l'horizon est invariablement circulaire dans toutes les parties du monde, on prouve que la terre doit être sphérique. Car une sphère est le seul genre de solide qui présente un contour circulaire, de quelque point qu'on la considère.
L'observation de quelques-uns des corps célestes peut servir encore à démontrer que la surface de la terre est ronde et non plate. ”

“ « La Terre est sphérique, car toutes ses parties s’efforcent vers son centre de gravité. » L’eau et la terre y tendent toutes deux, ce qui donne à la surface des eaux la forme d’une portion de sphère ; la sphère serait parfaite si les eaux étaient en quantité suffisante. ”

“ Si le globe terrestre était parfaitement sphérique, si sa surface ne présentait en tous lieux une infinité d'aspérités dont les limites sont d'une part les montagnes les plus élevées, et de l'autre ces simples mouvements de terres que nous rencontrons à chaque pas et qui sont ou le travail des hommes ou celui de la nature, tous les lieux seraient de niveau par cela seul qu'ils seraient également éloignés du centre de la terre ”

“ Qu'ils se rassurent et sachent bien désormais qu'il est impossible qu'il y ait jamais aucun choc entre des corps célestes. Je veux qu'ils cessent de ne conjecturer la structure intérieure du globe terrestre que d'après les lois de la dynamique, de l'hydrostatique , erreur qui les aveugle au point que l'illustre La Place lui-même a conclu, d'après les lois de la pesanteur, que le noyau de ce sphéroïde , le globe , était formé , au centre de la terre , des matières les plus pesantes , les plus dures, en couches de rochers concentriques dispersés symétriquement autour du centre de gravité. ”

“ C’est donc à cette loi universelle de condensation de la matière autour de certains centres qui, comme autant d’aimants, attirent à eux les éléments compris dans les limites de leur action, que doit être attribuée la formation de tous les corps célestes, et de notre terre en particulier, dont les corps de la surface sont encore si fortement attirés vers le centre.
On sait que la masse principale de notre globe est fluide, et ce fait ressort de sa forme sphéroïdale dont la physique démontre les lois, et que l’expérience a rendue évidente par les voyages de circumnavigation. ”

“ Imaginons que cette planète soit homogène et de même densité que la mer ; supposons, de plus, que les eaux prennent à chaque instant la figure qui convient à l’équilibre des forces qui les animent. Si dans ces hypothèses la Terre devenait tout à coup entièrement fluide, elle conserverait la même figure, et toutes ses parties se feraient mutuellement équilibre ; l’axe de rotation n’aurait donc aucune tendance à se mouvoir, et il est visible que cela doit subsister encore dans le cas où une partie de cette masse formerait, en se consolidant, le sphéroïde que recouvre la mer. ”

“ Pour rendre cela sensible par les résultats du calcul dans un cas que j’ai soumis à l’Analyse [5] , concevons que la Terre soit un ellipsoïde de révolution recouvert en partie par la mer, dont nous supposerons la densité très petite par rapport à la moyenne densité de la Terre. Si l’ellipticité du sphéroïde terrestre est moindre que celle qui convient à l’équilibre de sa surface supposée fluide, la mer recouvrira l’équateur terrestre jusqu’à une certaine latitude. ”

“ CHAP. II. — Constitution physique du globe terrestre.
§ 1. — Figure et densité moyenne de la terre, d'où l'on peut conclure la fluidité primitive de notre globe.
$ 2. — Le sphéroïde terrestre est composé d'une masse centrale à l'état de fusion ignée, qu'enveloppe de toutes parts une croûte solide, dont l'épaisseur et la densité sont des fractions peu considérables du rayon moyen et de la densité moyenne. — Cette proposition importante est la conséquence de la loi établie de l'accroissement en température avec l'accroissement en profondeur, à partir de la surface de la terre. ”

“ Les modernes comprirent que le problème était complexe : il s’agissait non-seulement de mesurer les dimensions de la terre, mais aussi de s’assurer si elle était une sphère parfaite ou bien un sphéroïde quelconque, allongé ou aplati aux deux pôles. ”

“ Un principe très élémentaire de la physique nous enseigne que les liquides se superposent d'après l'ordre de leur densité. Or le premier regard jeté sur l'ensemble de la terre démontre que ce principe a présidé à la structure de notre globe. L'enveloppe aérienne, l'atmosphère occupe l'extérieur de la planète; l'enveloppe des océans vient après et couvre la majeure partie de la surface du globe; enfin le sol plus lourd, sert de lit aux océans. Les matériaux terrestres se trouvent ainsi disposés d'après l'ordre de leur densité, les plus lourds au fond ”

“ Nous ne pouvons admettre cette hypothèse, et toici pourquoi.
La terre, comme on sait, n'est pas exactement ronde.
Son diamètre à l'équateur a quatorze lieues de plus que celui qui est pris d'un pôle à l'autre. La terre est donc un sphéroïde renflé à l'équateur et aplati aux pôles. C'est justement la forme que prend un globe qu'on fait tourner sur son axe : la célèbre expérience de la sphère en cuir bouilli l'a démontré. Or, la terre, avec une croûte solide de quelques lieues, et telle qu'elle était au quatrième jour, a dû se comporter de la même manière. ”

“ Quant à la seconde, comme l'air est en équilibre autour de la terre, vers le centre de laquelle il est attiré, et que de plus c'est une masse fluide douée d'un mouvement de rotation autour d'un axe fixe, il est évident qu'elle doit être la même que celle du globe, un sphéroïde aplati aux pôles et renflé à l'équateur. ”

“ C'est en vertu de cette force de gravitation que les corps à la surface de la terre possèdent du poids; et plus les corps placés sur la croûte terrestre sont près du centre de la terre, plus l'attraction est grande et plus grand est leur poids. Par suite de la forme sphéroïdale de la terre, un corps est plus éloigné du centre de la terre à l'équateur qu'aux pôles. ”

“ Pour embrasser avec la plus grande généralité la théorie de la figure de la Terre et des planètes, il fallait déterminer l’attraction des sphéroïdes peu différents de la sphère et formés de couches variables de figure et de densité suivant des lois quelconques ; il fallait encore déterminer la figure qui convient à l’équilibre d’un fluide répandu à leur surface ; car on doit imaginer les planètes recouvertes, comme la Terre, d’un fluide en équilibre ”

“ N’est-on pas déjà arrivé à un résultat qui est suffisant pour reposer l’esprit, en démontrant par la mesure de la valeur de l’aplatissement de notre globe et par celle de la température croissante avec la profondeur, que la Terre a dû être primitivement fluide et se solidifier progressivement de la surface vers le centre, à la manière de tous les corps qui se refroidissent ? ”

“ Il y a, en résumé, dans la forme du globe terrestre, une première raison de croire que la terre, suivant l'hypothèse de Newton, a été un jour une masse fondue, tournant autour de la ligne des pôles actuelle avec, à peu de chose près, sa vitesse actuelle. ”

“ Si l’on imagine la densité de chaque couche du sphéroïde terrestre diminuée de la densité de la mer, et si, par le centre de gravité de ce sphéroïde imaginaire, on conçoit un axe principal de rotation de ce sphéroïde, en faisant tourner la Terre autour de cet axe, la mer étant en équilibre, cet axe sera l’axe principal de la Terre entière, dont le centre de gravité sera celui du sphéroïde imaginaire. ”

“ L’axe autour duquel notre globe fait un tour entier chaque vingt-quatre heures, perce-t-il constamment le sphéroïde terrestre aux mêmes points matériels ? En d’autres termes, les pôles de rotation qui, d’année en année, correspondent à des étoiles différentes, se déplacent-ils aussi à la surface de la Terre ?
Dans le cas de l’affirmative, l’équateur se promène comme les pôles ; les latitudes terrestres sont variables ; aucune contrée, pendant la suite des siècles, ne jouira, même en moyenne, d’un climat constant ; les régions les plus diverses pourront tour à tour devenir circompolaires. ”

“ Autour du Globe terrestre imaginez deux surfaces sphériques concentriques, assez voisines de la Terre, qui renferment entre elles une Portion de nôtre Aire. Regulierement cette portion de l’Air doit étre tranquile, et partant cet Air renfermé doit chercher à se faire Equilibre l’un à l’autre. Or il est plus dense dans les Lieux froids, et plus rare dans les Lieux chauds. Il faut donc necessairement que la Densité dans les Lieux froids recompense la Vitesse de ses Particules dans les Lieux chauds, par un Equilibre aussi exact que la Nature le peut permettre. ”

“ Il a été démontré que la terre ne saurait être une masse homogène, mais qu'elle doit augmenter en densité à mesure qu'on approche du centre, et que, dans tous les cas, une figure elliptique satisfait aux lois de l'équilibre des fluides. ”

“ Or qu'a fait la nature? Elle a, dans le mouvement de gravitation qui emporte tous les corps vers un seul et même point, centre de l'univers autour duquel tous ces corps se disposent circulairement, réuni les parties les plus denses et les plus rapprochées du centre pour en former la terre, réuni de même les parties moins denses et moins centrales, qui se présentaient immédiatement après les autres, pour en former l'eau, ces deux éléments figurant chacun une sphère, la terre une sphère solide, l'eau une sphère creuse capable d'enserrer la terre. ”

“ La mécanique céleste paraît réclamer un aplatissement intermédiaire. On a développé la théorie mathématique du mouvement de la Terre autour de son centre de gravité en admettant que le globe est solide et que son ellipsoïde central d'inertie est de révolution. ”

“ Si nous admettons ensuite que la densité de la Terre prise en masse n’est pas beaucoup plus grande que celle des matériaux, que l’on rencontre au-dessous de la couche superficielle, comme le fait nécessairement supposer la figure de la Terre ; que ces matériaux sont à peu près 4 ou 5 fois plus lourds que l’eau, et l’eau mille fois plus lourde que l’air, la matière de toutes les planètes, amenée au degré de ténuité de l’air, remplirait un espace presque 1 400 000 fois plus grand que le volume de la Terre. ”

“ Or, la Terre tourne, et certains points de sa surface tournent fort vite (p. 3o) ; chacune de ses particules fluides est retenue par la gravité et ne peut s'échapper; ce globe a donc dû devenir une sphère aplatie dans le sens de son axe de rotation, et renflé dans tous les sens perpendiculaires à celui-là. ”

“ Un fait remarquable qui ne s'explique bien que dans l'hypothèse de la fluidité originaire du globe et qui la confirme, c'est l'aplatissement de la sphère terrestre vers ses pôles et son renflement àl'équateur.
Les grands travaux qui ont été exécutés avec tant de soins, vers la fin du dernier siècle et dans le nôtre, par les hommes les plus distingués, ont constaté l'aplatissement de la terre sous les pôles et son renflement à l'équateur. ”