The Project Gutenberg EBook of La terre et la lune, by P. Puiseux

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Title: La terre et la lune
       forme extrieure et structure interne

Author: P. Puiseux

Other: Ch. Andr

Release Date: July 13, 2009 [EBook #29397]

Language: French

Character set encoding: ISO-8859-1

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LA TERRE
ET
LA LUNE

FORME EXTRIEURE ET STRUCTURE INTERNE

[Illustration: LA MESURE DE LA TERRE. (FIGURE ALLGORIQUE.) D'aprs
l'Ouvrage intitul: _Voyage historique dans l'Amrique mridionale_, par
Don GEORGE JUAN et Don ANTOINE DE ULLOA, Amsterdam, 1752.]

TUDES NOUVELLES SUR L'ASTRONOMIE

Par Ch. ANDR et P. PUISEUX.



LA TERRE

ET

LA LUNE

FORME EXTRIEURE ET STRUCTURE INTERNE

PAR

P. PUISEUX
Astronome  l'Observatoire de Paris.

[Illustration]

PARIS,
GAUTHIER-VILLARS, IMPRIMEUR-LIBRAIRE
DU BUREAU DES LONGITUDES, DE L'COLE POLYTECHNIQUE,
Quai des Grands-Augustins, 55.

1908

Tous droits de traduction et de reproduction rservs.




LA TERRE
ET
LA LUNE

FORME EXTRIEURE ET STRUCTURE INTERNE



PREMIRE PARTIE.
LA TERRE.




CHAPITRE I.

LA NOTION DE LA FIGURE DE LA TERRE,
DE THALS A NEWTON.

La Physique cleste a pris naissance le jour o l'on a vu dans les
astres autre chose que des points lumineux offerts en spectacle  nos
regards, o ils sont apparus comme mritant une tude spciale au point
de vue de leur structure et de leur histoire. Cette tude ne pouvait
tre que rudimentaire et conjecturale avec les moyens d'observation dont
les anciens disposaient. Une exception est  faire cependant. On a vu
natre de bonne heure cette notion que la Terre est un astre, libre de
se mouvoir dans l'espace, comme la Lune et le Soleil, que ses dimensions
ne sont pas inaccessibles  toute mesure, qu'elles se rduiraient
peut-tre  bien peu de chose si nous pouvions quitter cette surface o
nous sommes attachs et nous transporter  travers les espaces
stellaires.

Une fois cette ide mise en avant, il est clair qu'un champ trs vaste
est ouvert aux observateurs. C'est au moyen d'tudes de dtail
accumules, synthtises, que nous pouvons acqurir sur le globe
terrestre des ides d'ensemble, nous reprsenter sa forme exacte,
formuler des donnes positives sur sa structure et son histoire. Toute
conclusion applicable  la Terre dans sa totalit constitue un progrs
pour l'Astronomie, car elle peut s'tendre dans une certaine mesure aux
corps clestes et devenir ainsi une source de vrifications et
d'expriences. Ainsi la Terre nous aide  comprendre le monde.
Rciproquement les astres peuvent nous aider et nous aident en effet 
mieux connatre la Terre, car ils nous offrent du premier coup ces
aperus gnraux et intuitifs que nous n'obtenons sur notre globe qu'au
prix d'un labeur prolong. Il est clair que les apparences lointaines,
considres seules, sont plus sujettes  l'illusion; c'est donc l'tude
de la Terre qui doit logiquement prcder.

Il ne semble pas qu'elle ait t aborde dans un esprit vraiment
impartial et scientifique chez aucun des peuples de l'Orient.
L'observation du Ciel a eu des adeptes en Chine, dans l'Inde, en
Assyrie, en gypte,  des poques trs recules. Dans tous ces pays, le
calendrier, la prdiction des clipses, les horoscopes avaient une
destination utilitaire.

C'est seulement chez les auteurs grecs que nous voyons les objets
clestes envisags en eux-mmes, et non plus seulement dans leurs
relations relles ou supposes avec l'homme.

Une remarque analogue, faite par Vivien de Saint-Martin au dbut de son
_Histoire de la Gographie_, l'amne  conclure  l'existence
d'aptitudes originelles propres  la race blanche. D'ailleurs ce que
nous savons de l'tat social des peuples anciens montre que les cits
hellniques ont ralis, pour la premire fois peut-tre, les conditions
favorables  la culture dsintresse des sciences.

Les Grecs ont t un peuple navigateur. Ils ont de bonne heure colonis
en Asie et en Sicile; ils ont senti l'utilit de demander des points de
repre au ciel pour s'orienter dans les traverses maritimes.

La disparition progressive des montagnes lointaines, commenant par la
base, finissant par le sommet, ne leur a pas chapp. L'apparition de
nouvelles toiles, corrlative d'un dplacement de quelques degrs vers
le Sud, a frapp leur attention. De plus la richesse acquise par le
commerce crait une classe d'hommes affranchis de la ncessit du labeur
quotidien, assurs du lendemain, libres de s'adonner aux tudes
abstraites.

On s'explique ainsi qu'il se soit rencontr, 600 ans environ avant l're
chrtienne, un terrain propice  l'closion des ides de Thals de
Milet. Les ouvrages de ce philosophe sont perdus et nous ne les
connaissons que par les extraits de Diogne de Larce. Habitant l'Ionie,
il avait beaucoup voyag; il tait all s'instruire auprs des prtres
gyptiens, alors en grande rputation de savoir et contemplateurs
assidus des astres. Le premier, il parat avoir enseign avec succs
l'isolement et la sphricit de la Terre. Il a reconnu la vraie cause
des clipses dans l'interposition de la Lune entre la Terre et le Soleil
ou de la Terre entre le Soleil et la Lune. On nous dit mme qu'il avait
dtermin la distance au ple des principales toiles de la Petite
Ourse, ce qui suppose la notion de l'axe du monde et la construction
d'un appareil propre  mesurer les angles. Le rapprochement de mesures
semblables, faites en des localits diverses, devait, un jour ou
l'autre, conduire  une valeur approche des dimensions du globe
terrestre.

Socrate, deux sicles aprs, jugeait encore l'entreprise bien
audacieuse: Je suis convaincu, disait-il, que la Terre est immense et
que nous, qui habitons depuis le Phase jusqu'aux Colonnes d'Hercule,
nous n'en occupons qu'une trs petite partie, comme les fourmis autour
d'un puits ou les grenouilles autour de la mer.

Les disciples de Socrate furent moins timides. Platon professa
expressment la doctrine des antipodes, dont Diogne de Larce le
considre comme l'inventeur; c'est--dire qu'il admet que la Terre
possde une rgion diamtralement oppose  la ntre, o la direction de
la verticale est renverse.

Aristote est encore plus explicite. Il se range  l'opinion de Thals,
qui regarde la Terre comme un globe immobile au centre du monde. Il
dveloppe, en faveur de la sphricit, l'argument de la silhouette
projete sur le disque de la Lune pendant les clipses. Il note
l'abaissement trs sensible de l'toile polaire sur l'horizon quand on
marche du Nord au Sud. Cela prouve non seulement que la Terre est ronde,
mais qu'elle n'est pas d'une grandeur dmesure. La surface terrestre
n'a pas,  proprement parler, de limites. Rien n'empche que ce soit la
mme mer qui baigne les Indes d'une part, les Colonnes d'Hercule de
l'autre. Notons au passage cette dclaration, qui a d tre l'origine
des audacieux projets de Colomb, et qui lui a permis, en tout cas, de
mettre son entreprise sous le patronage rvr du philosophe stagyrite.

Des mathmaticiens, auxquels Aristote fait allusion sans les nommer,
attribuent  la Terre 400000 stades de tour. C'est presque deux fois
trop s'il s'agit du stade olympique. Aristote parat, au contraire,
trouver cette valuation bien faible. A ce compte, fait-il observer, on
ne pourrait mme pas dire que la Terre soit grande par rapport aux
astres. Mais Aristote n'admet pas que la Terre soit un astre. Il carte
comme peu srieuse l'opinion des pythagoriciens d'Italie, qui mettaient
la Terre au nombre des astres et la faisaient mouvoir autour de son
centre, de manire  produire l'alternance des jours et des nuits.

Il n'y avait qu'une manire de trancher la question: c'tait de procder
 une mesure effective. Ce fut le principal titre de gloire
d'ratosthne, astronome et chef d'cole en grande rputation 
Alexandrie 200 ans avant notre re. Il avait observ que, le jour du
solstice d't, le Soleil arrive au znith  Syne, dans la
Haute-Egypte, et que son image apparat au fond d'un puits. Il mesure le
mme jour la hauteur mridienne du Soleil  Alexandrie, qu'il considre
comme situe sur le mridien de Syne. Le complment de cette hauteur
est la diffrence des latitudes. Connaissant la distance et admettant la
sphricit de la Terre, il en dduit la circonfrence du globe par une
simple proportion.

Cette opration fut trs admire des anciens, au tmoignage de Pline, et
le rsultat tait, en effet, satisfaisant pour l'poque. Le chiffre
donn, 250000 stades, aurait d tre remplac par 246000 d'aprs
l'valuation la plus probable du stade employ. Maintenant comment
ratosthne savait-il qu'Alexandrie et Syne sont sur le mme mridien?
Comment avait-il dtermin en stades la distance des deux stations? Il
est probable qu'il avait fait usage de plans cadastraux dresss depuis
longtemps pour les besoins de l'administration et de l'agriculture et
orients par des observations gnomoniques. L'intrt que les gyptiens
attachaient  une orientation exacte est d'ailleurs attest par la
construction des pyramides.

La ncessit de combiner les observations de longitude avec les mesures
de latitude a t bien mise en lumire par Hipparque, le plus grand
astronome de l'antiquit, qui professait  Rhodes de 165  125 avant
notre re. Il est l'auteur de la division du cercle en 360, de la
dfinition des parallles et des mridiens, d'un systme de projection
plane encore employ. Le premier, il montra nettement qu'il faut
s'adresser au Ciel pour connatre la forme de la Terre. Il indique le
parti  tirer des clipses pour la mesure des longitudes, et cette
mthode est demeure, en effet, la seule capable de fournir des
rsultats un peu exacts jusqu' l'invention des lunettes. Il tablit que
la valeur d'une carte est subordonne  la dtermination astronomique
des deux coordonnes (longitude et latitude) des principaux points. Et,
pour faciliter ces dterminations, il calcule des Tables d'clipses et
de hauteurs du Soleil.

Hipparque ne trouva malheureusement pas de successeurs capables de
raliser le programme si judicieux qu'il avait trac. Les conditions
d'exactitude d'une mesure astronomique furent compltement mconnues par
Posidonius, disciple d'Hipparque, qui entreprit de recommencer la
dtermination d'ratosthne. Les stations choisies furent Alexandrie et
Rhodes. La diffrence de latitude rsultait de cette remarque que
l'toile Canopus ne fait que paratre sur l'horizon de Rhodes, au lieu
qu'elle s'lve de 7, 5 sur l'horizon d'Alexandrie. C'tait un tort
dj d'utiliser des observations faites  l'horizon plutt qu'au znith.
C'en tait un autre de choisir deux stations spares par la mer et dont
la distance linaire ne pouvait tre que grossirement value. Enfin
Rhodes est encore moins exactement que Syne sur le mridien
d'Alexandrie et l'on ne dit pas comment il a t tenu compte de la
diffrence de longitude. Malgr cela la dtermination de Posidonius,
telle qu'elle nous est rapporte par Clomde dans son _Abrg de la
sphre_, donne encore un rsultat meilleur que l'on n'aurait t fond 
l'esprer: 240000 stades.

Le gographe Strabon (20 ans aprs J.-C.) entreprit de corriger le
calcul de Clomde en se fondant sur une autre valuation, d'ailleurs
conjecturale, de la distance d'Alexandrie  Rhodes. Cette fois le
rsultat fut beaucoup plus inexact, 180000 stades seulement. C'est un
exemple d'une de ces corrections malheureuses, dont l'histoire des
sciences offre plus d'un exemple. Mais il en est peu qui aient trouv un
si long crdit. Bien des sicles devaient se passer avant qu'elle ne ft
rectifie. Ds cette poque, du reste, bien avant les invasions des
barbares ou la rvolution religieuse qui a transform le vieux monde, il
est ais de voir que la science grecque est en dcadence. Les prjugs
vulgaires reprennent de l'empire, mme sur les hommes instruits.
Posidonius trouve ncessaire de se transporter au bord de l'ocan
Atlantique (qu'il appelle _mer extrieure_), pour s'assurer si l'on
n'entend pas le sifflement du Soleil plongeant dans la mer. Strabon
admet bien la sphricit de la Terre, mais il croit que la zone torride
est inhabitable  cause de la chaleur excessive qui y rgne. De l'autre
ct se trouve une autre zone habite, mais toute communication avec ces
peuples lointains nous est interdite. Pline laisse voir une prfrence
pour la doctrine des antipodes et l'isolement de la Terre, mais il est
proccup plus que de raison des objections populaires. Si la Terre est
isole dans l'espace, se demande-t-il, pourquoi ne tombe-t-elle pas?
Sans doute parce qu'elle ne saurait pas o tomber, tant  elle-mme son
propre centre.

Ptolme (140 ans aprs J.-C.) a pass longtemps, mais sans titre bien
tabli, pour le reprsentant le plus distingu de l'Astronomie ancienne.
Son Ouvrage, publi  Alexandrie, porte le nom de _Construction ou
syntaxe mathmatique_. Il est plus connu sous le nom d'_Almageste_, que
lui ont donn les traducteurs arabes. Nous signalerons seulement dans
son uvre ce qui a trait  la mesure de la Terre. Il se propose de
raliser le plan de gographie mathmatique bauch par Hipparque, de
dresser la Carte du monde connu, en s'appuyant sur toutes les
dterminations de latitude et de longitude qu'il pourra rassembler, et
prenant pour mridien origine celui d'Alexandrie. L'intention est
louable, mais l'excution trs dfectueuse. Ptolme manque compltement
d'esprit critique dans le choix des matriaux nombreux qu'il rassemble
et commet de graves confusions dans les units de mesure.

Des sicles se passeront avant que l'oeuvre de Ptolme soit reprise.
Les guerres civiles, les invasions, les bouleversements politiques
dtournent de plus en plus les esprits de la culture paisible de la
Science. L'loquence qui donne le pouvoir, le mysticisme qui console des
cruelles ralits de la vie font dlaisser les recherches physiques. Il
est curieux de noter,  cet gard, le langage des crivains appels 
exercer par la suite le plus d'influence sur les esprits. Ainsi
Lactance, dans ses _Institutions divines_, considre la notion des
antipodes comme une mauvaise plaisanterie des savants, qui exercent
volontiers leur esprit sur des thses invraisemblables. Saint Augustin,
dans la _Cit de Dieu_, ne rejette pas absolument la sphricit de la
Terre, mais il ajoute: Quant  ce qu'on dit qu'il y a des antipodes,
c'est--dire des hommes dont les pieds sont opposs aux ntres, et qui
habitent cette partie de la Terre o le Soleil se lve quand il se
couche pour nous, il n'en faut rien croire; aussi n'avance-t-on cela sur
le rapport d'aucune histoire, mais sur des conjectures et des
raisonnements, parce que, la Terre tant suspendue en l'air et ronde, on
s'imagine que la partie qui est sous nos pieds n'est pas sans habitants.

Mais on ne considre pas que, lors mme qu'on dmontrerait que la Terre
est ronde, il ne s'ensuivrait pas que la partie qui nous est oppose
n'est pas couverte d'eau. Et d'ailleurs, quand elle ne le serait pas,
quelle ncessit y aurait-il qu'elle ft habite? D'une part, l'criture
dit que tous les hommes viennent d'Adam et elle ne peut mentir; d'autre
part, il y a trop d'absurdit  dire que les hommes auraient travers
une si vaste tendue de mer pour aller peupler cette autre partie du
monde.

Les scrupules de saint Augustin taient, nous le savons, mal fonds;
mais cette tendance  subordonner les sciences de la nature  des
considrations morales,  opposer des textes rvrs, mais mal compris,
aux rsultats des recherches physiques, va dominer  peu prs sans
conteste pendant le moyen ge tout entier.

Il y eut cependant une renaissance apprciable des tudes astronomiques
chez les Arabes sous l'influence des auteurs grecs. Al-Mamoun, calife de
Bagdad, de 813  832, s'intressait vivement aux choses du Ciel. On dit
que, vainqueur de l'empereur de Constantinople, il lui imposa, comme
condition de la paix, la remise d'un manuscrit de l'_Almageste_. Ce qui
est certain, c'est qu'il fit traduire Ptolme et ordonna la mesure d'un
arc de mridien. Il y eut deux oprations distinctes quoique
simultanes, l'une dans la plaine de Sindjar en Msopotamie, l'autre en
Syrie. Voici comment la premire est rapporte par Aboulfda: Les
envoys se divisrent en deux groupes; les uns s'avancrent vers le Ple
Nord, les autres vers le Sud, marchant dans la direction la plus droite
qu'il ft possible, jusqu' ce que le Ple Nord se ft lev de 1 pour
ceux qui marchaient vers le Nord et abaiss de 1 pour ceux qui
s'avanaient vers le Sud. Alors ils revinrent au lieu d'o ils taient
partis, et, quand on compara leurs observations, il se trouva que les
uns avaient avanc de 56 milles 1/3, les autres de 56 milles sans aucune
fraction. On s'accorda pour adopter la quantit la plus grande, celle de
56 milles 1/3.

D'aprs les conjectures les plus probables sur la valeur du mille
employ, ce rsultat est plus loin de la vrit que celui d'Eratosthne.
Il ne semble pas qu'on se soit arrt  la diffrence constate, qui
aurait pu faire souponner que la Terre n'tait pas exactement
sphrique. Les astronomes arabes n'ont pas persvr dans la voie qui
s'offrait  eux. Ils se sont attachs  l'observation des clipses, au
calcul des positions gographiques. Les catalogues d'Aboul Nasan (XIIIe
sicle), de Nasir-Ed-Dn, d'Oulough-Beg, prince de Samarkand au XVe
sicle, marquent un progrs considrable sur les positions de Ptolme.

Ce mouvement ne fut suivi en Occident que d'assez loin, au fur et 
mesure de ce qu'exigeaient les progrs de la Navigation. Christophe
Colomb, persuad de la rondeur de la Terre par ses voyages au long cours
et par la lecture des anciens, adoptait pour la circonfrence terrestre
la fausse valuation de Strabon, pour la diffrence de longitude entre
l'Europe et l'Inde une estimation plus fausse encore. Aussi prvoyait-il
que, pour rejoindre les Indes par l'Ouest, il aurait seulement 1100
lieues de mer  franchir. Heureuse erreur, car, s'il et mis en avant le
vrai chiffre, qui est de 3000 au moins, il n'et trouv personne pour
tenter l'aventure avec lui. On sait quelle peine Colomb eut  faire
accepter ses vues par une assemble compose des hommes les plus
clairs de l'Espagne.

Quoi qu'il en soit, l'clatant succs de Colomb, et bientt aprs le
retour des compagnons de Magellan, mirent la rondeur de la Terre
au-dessus de toute discussion, et il ne se trouva plus personne pour
opposer  la ralit des antipodes l'autorit de Lactance ou de saint
Augustin.

Mais le fait qu'une confusion avait pu se produire entre les Indes
orientales et les Indes occidentales, si loignes en longitude,
montrait la ncessit de reprendre le calcul du rayon terrestre. Une
tentative intressante fut faite dans ce sens, en 1528, par le mdecin
Fernel. Il mesura la diffrence des hauteurs du ple sur l'horizon de
Paris et sur l'horizon d'Amiens. Pour valuer la distance, il avait
simplement fix un compteur  une roue de sa voiture. Le rsultat publi
par lui est assez exact, mais ce moyen grossier ne pouvait videmment
inspirer beaucoup de confiance.

Le Hollandais Snellius posa en 1615 le vritable principe des mesures
godsiques et en fit l'application dans la plaine de Leyde. Il est
expliqu dans son Ouvrage: _De la grandeur de la Terre_, publi en 1617,
avec le sous-titre: L'Eratosthne batave. Snellius est le premier qui
ait eu recours  la triangulation. Aux deux extrmits d'une base
soigneusement mesure en terrain plat, il dtermine les azimuts de deux
signaux bien visibles, reconnaissables  distance, et se prtant l'un et
l'autre  l'installation d'un instrument propre  mesurer les angles. La
distance qui spare ces deux signaux peut tre calcule. On la prend
comme base d'un nouveau triangle, et ainsi de suite jusqu' une station
finale dont la latitude est, comme celle du point de dpart, dtermine
par les mthodes astronomiques. Dans un pays plat, tel que la Hollande,
il est possible de conserver aux triangles des dimensions modres, de
faon qu'ils puissent tre traits comme rectilignes. On garde aussi la
facult d'orienter la chane des triangles sur le mridien, de faon
qu'un mme astre passe simultanment au mridien des stations extrmes.

Il est facile aujourd'hui d'apercevoir des points faibles dans les
oprations de Snellius. La base effectivement mesure est trop petite
(631 toises). Il y a des angles trop aigus dans les triangles et
peut-tre, de l'aveu de l'auteur, des erreurs dans l'identification 
distance des points employs comme stations. La valeur annonce pour le
degr de latitude (55100 toises) est notablement trop petite. Snellius
mourut sans avoir pu revoir ses calculs. Faits avec plus de soin, ils
auraient donn, d'aprs Muschenbroek, 57033 toises, chiffre assez
rapproch de la vrit.

Une opration analogue, faite quelques annes aprs par le P. Riccioli
en Italie, est,  tous les points de vue, dfectueuse. La base mesure
n'a que 1094 pas. Plusieurs angles sont fort aigus et sont conclus par
le calcul au lieu d'tre observs. Aux rsultats de la triangulation,
Riccioli propose  tort de substituer: soit la mesure de la dpression
de l'horizon en un lieu d'altitude connue, soit la mesure des hauteurs
apparentes mutuelles de deux points d'altitude connue.

Ces deux mthodes sont sans valeur pratique  cause de la petitesse des
angles qui interviennent et de l'incertitude des rfractions terrestres.
Riccioli se flatte d'liminer ces causes d'erreur en observant vers le
Midi, dans des lieux fort levs, par des jours sereins. C'est une
dangereuse illusion. Le chiffre donn (62250 toises au degr) s'carte
plus de la vrit, en sens contraire, que celui de Snellius.

La premire triangulation vraiment entoure de garanties est celle de
Picard en 1671. La base, mesure prs de Juvisy, avec des rgles de bois
alignes au cordeau, a 5663 toises. L'arc total s'tend de Malvoisine,
au sud de Paris,  Sourdon, prs d'Amiens. Les distances znithales
mridiennes, mesures avec un quadrant, sont diffrentielles,
c'est--dire indpendantes de l'erreur d'index, de la dclinaison de
l'toile et, dans une grande mesure, de l'erreur d'excentricit. Le
paralllisme de la lunette au plan du limbe est soigneusement vrifi
par une mthode dont Picard est l'inventeur. La mridienne est trace
par l'observation des hauteurs gales d'un mme astre; elle est
contrle par des observations de digressions de la Polaire, d'clipses
de satellites de Jupiter ou d'clipses de Lune. Il y a, en somme, fort
peu  reprendre dans les observations de Picard, et les dfauts qu'on y
relve ne lui sont gure imputables. La construction des instruments est
videmment plus grossire que celle des thodolites modernes. Les
signaux naturels, arbres ou clochers, sont utiliss par conomie. Il est
ordinairement impossible de placer l'instrument au point mme que l'on a
vis. D'o la ncessit de rductions au centre, toujours pnibles et
incertaines.

L'opration de Picard avait t entreprise sous les auspices de
l'Acadmie des Sciences rcemment fonde. En mme temps des missions
scientifiques taient envoyes au Sngal,  la Guyane, aux Antilles.
Dans les instructions remises aux observateurs, il leur tait recommand
de s'assurer si l'intensit de la pesanteur ne variait pas d'un lieu 
l'autre. Richer, qui observait  Cayenne, annona en 1672 que le pendule
 secondes, emport de Paris, devait tre raccourci pour osciller dans
le mme temps  Cayenne. En d'autres termes, l'intensit de la pesanteur
diminue quand on se rapproche de l'quateur.

Personne assurment ne songe  placer Picard et Richer, observateurs
judicieux et exacts, sur le mme rang que Newton. Il doit nous tre
permis cependant de constater avec quelque fiert que les Communications
de nos compatriotes, faites en 1671 et 1672  l'Acadmie des Sciences de
Paris, ont exerc une influence dcisive sur l'closion des ides
contenues dans le livre immortel des _Principes de la Philosophie
naturelle_.

[Illustration: Fig. 1. Pl. _XLIII._ Dispositions adoptes au XVIIIe
sicle pour la mesure des bases. D'aprs l'Ouvrage intitul: _Voyage
historique dans l'Amrique mridionale_, par Don GEORGE JUAN et Don
ANTONIO DE ULLOA. Amsterdam, 1752.]

[Illustration: Fig. 2. Pl. _XXXVIII._ Instrument employ au XVIIIe
sicle pour la mesure des hauteurs des astres.]

Vers 1660, parat-il, Newton avait conu la pense que la mme force qui
dvie les projectiles de la ligne droite retient aussi la Lune dans son
orbite. Il avait tent de faire une comparaison numrique en admettant
que cette force, dirige vers le centre de la Terre, varie en raison
inverse du carr de la distance, mais il tait parti d'une valeur trs
inexacte du rayon terrestre. Les rsultats taient discordants. Newton
renona  suivre les consquences de cette ide. Il reprit son calcul
quand il connut le rsultat de Picard: cette fois, la concordance tait
parfaite. Newton en fut si mu qu'il ne put vrifier lui-mme son
travail et dut recourir  l'obligeance d'un ami.

De mme, quand il connut le rsultat de Richer, Newton fut amen 
penser, avant toute mesure, que la Terre ne devait pas tre sphrique,
mais aplatie vers les ples. S'il en est ainsi, les points de l'quateur
seront plus loin du centre, et par suite moins attirs que les ples.

Il est vrai que, mme si l'on suppose la Terre sphrique, la pesanteur
doit subir une diminution apprciable  l'quateur du fait de la
rotation. Cette diminution, Newton est en mesure de l'valuer par le
mme raisonnement qui l'a conduit  la dcouverte de l'attraction
universelle. Il traite le mouvement diurne comme un mouvement absolu et
applique les principes de Galile: indpendance de l'effet d'une force
par rapport au mouvement du point d'application, proportionnalit des
forces aux chemins parcourus dans un mme temps. Soient R le rayon
quatorial, [Grec Omega] l'angle, en unit trigonomtrique, dont tourne
la Terre en une seconde. Un corps qui demeure en repos relatif 
l'quateur se rapproche du centre  partir de la trajectoire rectiligne
qui rsulterait de sa vitesse acquise. Cette dviation, en 1 seconde, a
pour valeur approche R[Grec omega]/2.

Le mme corps, libre d'obir  l'attraction terrestre, tomberait vers le
centre, en 1 seconde, d'une quantit que l'on reprsente par g/2, et que
fait connatre l'observation du pendule. La fraction de la pesanteur qui
s'emploie  maintenir le corps  la surface, sans le presser, est donc
[Grec Phi] = R[Grec omega]/2: g/2 = R[Grec omega]/g. Les mesures de
Picard et de Richer donnent pour la valeur de ce rapport [Grec Phi] =
1/289.

Cette diminution apparente de la pesanteur a son maximum  l'quateur et
s'vanouit progressivement quand on se rapproche du ple. Mais, du
moment que la pesanteur apparente  la surface est variable, il n'y a
plus de probabilit pour que cette surface soit exactement sphrique, et
il faut qu'elle s'aplatisse pour satisfaire aux conditions d'quilibre
d'une masse fluide homogne.

On peut tenter de vrifier la plus apparente au moins de ces conditions
en prenant comme figure extrieure un ellipsode de rvolution. Soient
CA un rayon quatorial, CB le rayon polaire. Newton prend arbitrairement
CB/CA = 100/101. L'aplatissement [Grec Epsilon] est, par dfinition,
1/101. Le rapport des attractions du corps entier sur les points A et B
est 500/501. Deux canaux liquides rectilignes, dirigs suivant CA et CB,
exerceront sur le centre des pressions qui seront dans le rapport
101/100 x 500/501 = 505/501. Il est ncessaire pour l'quilibre que la
force centrifuge rtablisse l'galit, en rduisant les attractions
exerces dans le plan de l'quateur dans la proportion de 4/505 ou
(4/5)[Grec Epsilon]. Rciproquement, on peut poser [Grec Epsilon] =
(5/4)[Grec Phi], et cette relation doit subsister tant que
l'aplatissement reste faible. Or, l'exprience a donn [Grec Phi] =
1/289. On en dduit [Grec Epsilon] = 1/230. Cette mthode de calcul
s'tend aux autres plantes pourvu qu'on les suppose homognes, qu'elles
aient des satellites et des diamtres apparents mesurables.

Dans les deux premires ditions du Livre des _Principes_, Newton dit
que l'hypothse d'une densit croissante vers le centre donnerait un
aplatissement plus fort. C'est une erreur corrige dans la troisime
dition.

Newton ne possde pas les formules d'attraction, aujourd'hui courantes,
des ellipsodes homognes. Il y supple par des ttonnements et des
artifices gomtriques. Il arrive ainsi  reconnatre que, de l'quateur
au ple, l'accroissement de la pesanteur apparente est proportionnel au
carr du sinus de la latitude. Laplace dit que ce rsultat est donn
sans dmonstration. En ralit la preuve est bauche, et les
dveloppements que Newton fonde sur cette loi montrent qu'il
l'envisageait autrement que comme une simple conjecture.

On parvient ainsi  reprsenter assez bien les observations pendulaires
des savants franais, faites  Paris, Gore et Cayenne. Il semble
cependant que la dcroissance de la pesanteur vers l'quateur soit plus
prononce que la formule ne l'indique. Cet cart fait prsumer ou une
densit croissante vers le centre, ou un aplatissement plus fort. Nous
savons aujourd'hui que c'est la premire hypothse qui est la vraie.
Notons encore au passage cette opinion hardie que l'aplatissement pourra
tre mieux dtermin par les observations du pendule que par les mesures
d'arc de mridien.

Pour apprcier le trs haut mrite de l'oeuvre de Newton, il faut, par
un coup d'oeil jet sur la littrature scientifique du temps, se rendre
compte combien le champ parcouru par lui tait alors inexplor; combien
les ides qu'il a dfendues ont eu de peine  s'imposer aux plus
distingus de ses contemporains, comme Huygens ou Bernoulli. Entre ces
fertiles et brillants esprits, Newton apparat comme le moins asservi 
ses propres conceptions, comme le plus prompt  se soumettre  la
dcision des faits. Il ne s'est pas perdu en doutes striles sur la
ralit des forces, en discussions mtaphysiques sur le caractre
relatif de tout mouvement observ. Il a t de l'avant sur des
hypothses qu'il savait inexactes, mais qui renfermaient un appel
implicite  l'exprience. C'est en interrogeant la nature avec une
docilit constante que Newton a obtenu la plus riche moisson qu'il ait
jamais t donn  un homme de science de recueillir.




CHAPITRE II.

L'APLATISSEMENT DU GLOBE.
ESSAIS DE THORIE MATHMATIQUE DE LA FIGURE DE LA TERRE.


Trois ans aprs l'apparition du Livre des _Principes_, Christian Huygens
publiait,  Leyde, son _Trait de la lumire, avec un discours sur la
cause de la pesanteur_. La premire Partie de l'Ouvrage est mmorable
comme posant les bases de la thorie ondulatoire de la lumire. Les
ides de Huygens sur la cause de la pesanteur se rattachent  la thorie
des tourbillons de Descartes et offrent aujourd'hui pour nous moins
d'intrt. Pour le savant hollandais, la gravit reste une puissance
occulte inhrente au centre du globe. Cela revient  supposer toute la
masse de la Terre runie en un seul point. Mme dans cette hypothse
errone, l'aplatissement apparat comme une consquence de la fluidit
primitive. Huygens formule ce principe fcond: La surface des mers est,
en chacun de ses points, normale  la direction de la pesanteur, et il
en dduit pour l'aplatissement du globe le chiffre 1/578, pas mme la
moiti de ce que Newton avait trouv dans l'hypothse d'un globe
homogne, soumis dans toutes ses parties  l'attraction universelle.

La ralit de l'aplatissement tait mise en doute aussi bien que sa
valeur. Thomas Burnet, thologien anglais, lui opposait des raisons qui
nous semblent aujourd'hui n'avoir rien de scientifique. Eisenschmidt,
mathmaticien allemand, formulait une objection d'un caractre plus
grave. Runissant les mesures connues du degr terrestre, il trouvait
que leur valeur linaire va en croissant vers l'quateur, et il en
dduisait, correctement du reste, que la Terre est allonge vers les
ples[1].

[Note 1: EISENSCHMIDT, _Dissertation de la figure de la Terre_.
Strasbourg, 1691.]

Cassini, adoptant cette conclusion, entreprit de la vrifier. Il aurait
fallu, pour le faire d'une faon probante, mesurer deux arcs de mridien
spars en latitude par un grand espace. On pensa qu'il suffirait de
relier par une chane de triangles Dunkerque  Perpignan, et que la
comparaison des degrs au nord et au sud de Paris trancherait la
question. Cette opration importante est dcrite dans l'Ouvrage
intitul: _De la grandeur et de la figure de la Terre_, Paris, 1720. Le
degr moyen fut trouv gal  56960 toises au Nord,  57097 toises au
Sud, ce qui donne raison  Eisenschmidt contre Newton et indique un
allongement de 1/95. Mais il est reconnu aujourd'hui que de graves
erreurs s'taient glisses dans la mesure de l'arc du Sud et que le
chiffre final repose sur une base des plus fragiles.

Considrant ce rsultat comme tabli, Mairan entreprit de le justifier
thoriquement[2]. Il dploie beaucoup d'ingniosit pour mettre en doute
la fluidit primitive de la Terre. Ne peut-elle pas, dit-il, avoir t
primitivement allonge? Alors la force centrifuge n'aurait fait que
diminuer l'allongement sans le dtruire. Reste  concilier la forme
oblongue avec l'augmentation constate de la pesanteur vers le ple.
Mairan forge dans ce but une loi complique, faisant varier la pesanteur
en raison inverse du produit des rayons de courbure principaux en chaque
point de la surface.

[Note 2: MAIRAN, _Recherches gomtriques sur la diminution des degrs
en allant de l'quateur vers les ples_. Paris, 1720.]

Newton accordait, avec raison, peu de crdit aux chiffres de Cassini,
comme aux raisonnements de Mairan. Dans la troisime dition de son
Ouvrage, parue l'anne qui prcda sa mort (1726), il maintient la
position qu'il avait prise concernant la figure de la Terre. Mais, sous
l'influence d'un amour-propre national mal plac, l'opinion publique en
France se prononait fortement pour Cassini. Celui-ci, d'ailleurs,
annonait de nouvelles vrifications. La mesure d'un arc de parallle
par Brest, Paris et Strasbourg, excute en collaboration avec Maraldi,
de 1730  1734, lui semblait dcisive. Ces observations, disait le
commissaire de l'Acadmie, se sont trouves si favorables au sphrode
allong que M. Cassini a eu la modration de ne pas vouloir en tirer
tout l'avantage qu'il et pu  la rigueur et de s'en retrancher une
partie. En ralit, la dmonstration est plus faible encore que celle
qui se fonde sur l'arc de mridien.

[Illustration: Fig. 3. Pl. _XXXIX_ Instrument employ au XVIIIe sicle
pour la mesure des angles godsiques.]

Jean Bernoulli, qui s'tait dj trouv en conflit avec Newton dans une
controverse clbre, concourait en 1734 pour un prix de l'Acadmie des
Sciences de Paris. Pour cette double raison, il devait incliner vers
l'opinion qui dominait en France. Aussi le voyons-nous s'crier pour
conclure: Aprs cette heureuse conformit de notre thorie avec les
observations clestes, peut-on plus longtemps refuser  la Terre la
figure du sphrode oblong, fonde d'ailleurs sur la discussion des
degrs de la mridienne, entreprise et excute par le mme M. Cassini
avec une exactitude inconcevable?[3].

[Note 3: TODHUNTER, _A history of the mathematical theories of
attraction and the figure of the earth_, 1873.]

A cela un disciple de Newton, Dsaguliers, rpondait qu'aucune loi
d'attraction, aucune distribution de densit  l'intrieur ne pouvait se
concilier avec l'ellipsode allong. C'tait aller trop loin. Clairaut
montra depuis qu'avec un noyau solide d'une forme convenable
l'ellipsode allong pourrait tre figure d'quilibre. D'autre part,
l'Anglais Childrey estimait que la Terre devait tre allonge parce
qu'il tombe annuellement sur les ples plus de neige que le Soleil n'en
peut fondre. C'tait mconnatre l'influence de la marche des glaciers
et de la drive des banquises.

La thse de Newton trouvait d'ailleurs des partisans distingus, mme en
France. En 1720, un crit anonyme parut sous le titre: _Examen
dsintress des diverses opinions concernant la figure de la Terre_.
Sous couleur de rapporter impartialement les arguments pour et contre,
il faisait bonne justice des prtentions de Cassini  une exactitude
suprieure. L'auteur dissimul de l'Ouvrage tait Maupertuis,
acadmicien et homme du monde, bien reu chez les grands et en rivalit
avec Cassini. En 1732, il publia, sous son nom cette fois, un _Discours
des diffrentes figures des astres_. Il y commente et justifie avec
intelligence les rsultats de Newton. Il montre comment la mesure de
deux arcs de mridien loigns est ncessaire pour dduire des valeurs
un peu sres des demi-axes de l'ellipse.

Sous l'impression produite par le Livre de Maupertuis, l'Acadmie des
Sciences rsolut de procder  une exprience dcisive. Deux expditions
furent organises. L'une devait se rendre au Prou, l'autre en Laponie.
En vue de la mesure des bases, on commanda au mme artiste, Langlois,
deux rgles de fer aussi gales que possible, connues depuis sous les
noms de _toise du Prou et de toise du Nord_.

[Illustration: Fig. 4 Cercle mridien portatif de Brnner employ pour
la mesure des latitudes dans le Service gographique de l'Arme
franaise.]

Maupertuis, dsign comme chef de l'expdition de Laponie, se mit en
route en avril 1736. Il emmenait avec lui Clairaut, Camus, Lemonnier
fils, l'abb Outhier; Celsius, professeur d'Astronomie  Upsal, se
joignit  eux. Deux relations nous sont parvenues, crites, l'une par
Maupertuis, l'autre par l'abb Outhier. Elles se compltent utilement
sur plus d'un point. Les triangulations et les vises astronomiques,
contraries par les marcages, les moustiques, la brume autour des
sommets, la rigueur du climat, furent cependant menes  bien dans l't
et l'automne de 1736. On mesura une base de 7406 toises sur la glace
d'un fleuve et l'on s'installa pour le reste de l'hiver dans le village
de Tornea, enseveli sous la neige. Les calculs, mis au net, donnaient 57
422 toises au degr. La comparaison avec l'arc franais portait
l'aplatissement  1/178, chiffre suprieur  celui que Newton avait
prvu. En tout cas, aucun doute ne pouvait subsister sur sa ralit. On
tint la chose secrte, dit Maupertuis, tant pour se donner le loisir de
la rflexion sur une chose peu attendue que pour avoir le plaisir d'en
apporter  Paris la premire nouvelle.

[Illustration: Fig. 5. Cercle azimutal de Brnner, employ dans le
Service gographique de l'Arme franaise.]

Le dpart eut lieu en juin 1737. Au moment de l'embarquement, un
accident survint. Les instruments tombrent  la mer et ne purent tre
repchs que dj endommags par la rouille. On doit reconnatre aussi
que toutes les vrifications dsirables n'avaient pas t faites et leur
omission donna lieu, de la part des amis de Cassini,  quelques
critiques justifies.

La mission du Prou comprenait Godin, Bouguer, La Condamine, plusieurs
auxiliaires. Elle s'adjoignit ultrieurement deux officiers espagnols,
George Juan et Antonio de Ulloa. Godin, le plus ancien acadmicien,
tait le chef nominal.

Le dpart eut lieu  La Rochelle, le 16 mai 1735, prs d'un an avant
celui des acadmiciens du Nord. Mais l'expdition devait durer bien
davantage et les rsultats ne furent lucids que longtemps aprs. On
n'avait pas encore mesur un degr de latitude sur trois quand les
nouvelles d'Europe apprirent le retour et le succs des acadmiciens du
Nord, partis les derniers.

Ce retard tenait  bien des causes et n'avait pas t sans quelque
profit pour la Science. On avait fait escale  la Martinique, 
Saint-Domingue; on avait entrepris des recherches sur la rfraction, sur
le pendule. C'est  Saint-Domingue que Bouguer imagina et fit raliser
le pendule invariable. On arriva  Quito le 13 juin 1736; mais  partir
de ce moment des difficults sans nombre surgirent, occasionnes par le
climat inconstant du pays, son caractre montueux, l'impossibilit
d'obtenir un concours efficace des autorits espagnoles et des indignes
et aussi, on doit le dire, par le dfaut d'entente des observateurs.
Chacun d'eux s'appliquait  garder le plus possible le secret de ses
chiffres et  dissimuler dans ses oprations ce qui pouvait donner prise
 la critique. Il fut fait, en ralit, deux triangulations distinctes
et trois relations furent publies, dues respectivement  Bouguer,  La
Condamine et aux officiers espagnols. Nous devons  cette circonstance
de connatre divers dtails qu'un rapport fait en commun et laisss
dans l'ombre et qui sont utiles pour apprcier l'exactitude du rsultat
final. Cette critique a t faite d'une manire pntrante par Delambre
dans un travail demeur longtemps indit et que M. Bigourdan a eu le
mrite de mettre en lumire[4].

[Note 4: G. BIGOURDAN, _Sur diverses mesures d'arc de mridien, faites
dans la premire moiti du XVIIIe sicle_ (_Bulletin astronomique_, t.
XVIII, p. 320).]

Bouguer et La Condamine s'taient promis de ne point faire connatre au
public les dterminations astronomiques excutes en premier lieu,
reconnues plus tard dfectueuses, et qu'il avait t ncessaire de
recommencer. Mais La Condamine, crivain facile, causeur brillant et
intarissable, tait l'homme du monde le moins propre  tenir strictement
un engagement de ce genre. Les trois acadmiciens, rentrs en France en
1744, 1745 et 1751, mirent le public au courant de leurs aventures et de
leurs travaux. Bouguer publia en 1752 une _Justification des Mmoires de
l'Acadmie_, pour se plaindre des indiscrtions de son collgue. Une
vive polmique s'ouvrit et ne se termina que par la mort d'un des
adversaires.

[Illustration: Fig. 6. Signal de Saint-Antoine, pylne en briques,
construit pour le Service gographique de l'Arme.]

Ces querelles personnelles ont perdu de leur intrt aujourd'hui, et ne
doivent pas nous empcher d'accorder, aux uns comme aux autres, le
tribut d'loges qui leur est d. Les missionnaires du Prou, pas plus
que ceux de Laponie, n'ont dit le dernier mot sur la question ardue de
la forme de la Terre. Ils ont, au prix d'efforts et de travaux
mritoires, mis hors de doute la ralit de l'aplatissement. Pour la
valeur du degr de latitude  l'quateur, Bouguer donne 56 736 toises,
La Condamine 56 714 toises, les officiers espagnols trouvent 56 768
toises. Adoptons le premier rsultat, qui tient le milieu entre les deux
autres. Combin avec le degr du Nord, il donne l'aplatissement 1/223,
plus fort que celui de Newton. La correction aurait d, nous ne pouvons
en douter aujourd'hui, tre faite en sens contraire. On arrive au
chiffre plus vraisemblable 1/324 si l'on substitue aux donnes de
Maupertuis celles d'une mission sudoise qui opra sur le mme terrain
de 1801  1803 sous la direction de Svanberg. L'arc du Prou fait aussi
l'objet d'une revision qui s'excute en ce moment par les soins du
gouvernement franais. Tant que les rsultats n'en seront pas publis,
les travaux des acadmiciens du XVIIIe sicle resteront un lment
essentiel dans notre connaissance des dimensions du globe terrestre. Il
faut en dire autant d'un arc de mridien mesur vers la mme poque par
Lacaille dans le voisinage du cap de Bonne-Esprance, repris au sicle
suivant par Maclear et Airy, et que l'intervention du gouvernement
anglais promet d'tendre bientt  travers l'Afrique australe tout
entire.

[Illustration: Fig. 7. Mesure d'une base godsique avec une rgle
monomtallique. La rgle est installe sous un abri, que l'on enlve par
portions pour le reconstruire plus loin. Elle est enferme dans une auge
qui assure l'uniformit de la temprature et vise  ses deux extrmits
 l'aide de microscopes.]

D'importantes recherches thoriques s'accomplissaient, vers la mme
poque, dans la voie ouverte par Newton. Mac Laurin, dans son _Trait
des fluxions_, publi en 1742, rsolut le problme de l'attraction d'un
ellipsode homogne de rvolution sur un point intrieur quelconque. Il
dmontra que l'ellipsode aplati est une figure d'quilibre pour une
masse fluide homogne tournant autour du petit axe avec une vitesse
convenable.

Les _Mathematical dissertations_ de Thomas Simpson, parues en 1743,
tablissent l'existence d'une vitesse angulaire limite, au del de
laquelle l'quilibre relatif est impossible. Elles montrent que deux
ellipsodes diffrents peuvent rpondre  une mme vitesse angulaire.

Tant que les recherches mathmatiques n'avaient pour objet que des corps
homognes, on pouvait douter qu'elles fussent susceptibles d'une
application utile aux plantes. Clairaut fut le premier  s'engager avec
succs dans la voie difficile de l'attraction d'un ellipsode
htrogne. Sa _Thorie de la figure de la Terre_ (1743), o se dploie
un talent analytique de premier ordre, demeure sur bien des points un
modle qui n'a gure t dpass. Clairaut suppose que les surfaces
d'gale densit sont, aussi bien que la surface extrieure, des
ellipsodes de rvolution autour d'un mme axe, mais il laisse
arbitraire la loi de variation de densit, aussi bien que la loi de
variation d'ellipticit d'une couche  l'autre. Il admet seulement (ce
qui est d'ailleurs fort vraisemblable) que, d'une couche  l'autre, la
densit augmente toujours quand on se rapproche du centre.

Partant de ces hypothses, Clairaut dmontre tout une srie de lois
remarquables. Appelons:

a, b les demi-axes d'une couche quelconque, [Grec Rho] la densit
correspondante;

e l'ellipticit b-a/a de cette mme couche;

e_1 l'ellipticit de la surface externe;

[Grec Phi] le rapport de la force centrifuge  la pesanteur quatoriale
sur la surface externe;

g_e la pesanteur  l'quateur;

g la pesanteur  la latitude [Grec Psi]. On trouve alors:

_Premire loi._--Les ellipticits vont toujours en croissant de la
surface au centre.

_Deuxime loi._--Le rapport e/a prend des valeurs croissantes de la
surface au centre.

_Troisime loi._--Si l'on pose n = (5/2)[Grec Phi] - e_1, on peut crire
approximativement

g = g_e(1 + n sin [Grec Psi]).

_Quatrime loi._--L'ellipticit e_1 de la surface externe est toujours
comprise entre [Grec Phi]/2 et 5[Grec Phi]/4.

_Cinquime loi._--Si l'on regarde _e_ et [Grec Rho] comme des fonctions
inconnues de _a_, on peut crire une quation diffrentielle qui relie
ces deux fonctions, et qui devient intgrable si l'on adopte pour [Grec
Rho] certaines formes simples en fonction de _a_[5].

[Note 5: Nous renverrons, pour la dmonstration de ces proprits, au
_Trait de Mcanique cleste_ de Tisserand, t. II.]

Les trois dernires lois sont prcieuses en ce qu'elles ont lieu pour
toute distribution des matriaux  l'intrieur, sous la rserve que
cette distribution rentre dans les hypothses, d'ailleurs passablement
larges et souples, de Clairaut. Il n'est pas toutefois dmontr, ni mme
probable que la constitution du globe terrestre s'y conforme
rigoureusement. Une infraction  ces lois, tablie par l'exprience, ne
serait donc pas un paradoxe mathmatique.

Ces mmes lois sont approximatives, et s'obtiennent en ngligeant la
seconde puissance de l'ellipticit. On peut se permettre cette
simplification pour la Terre et pour la Lune. Il est plus difficile de
s'en contenter pour Jupiter ou Saturne. Dans un Mmoire insr aux
_Annales de l'Observatoire de Paris_, t. XIX, Callandreau a montr
comment les noncs des lois de Clairaut devraient tre complts pour
ces deux plantes.

La troisime loi confirme et prcise l'nonc de Newton, concernant la
variation de la pesanteur  la surface. Elle montre comment la forme du
globe pourrait tre connue exactement par les seules mesures du pendule,
s'il ne fallait pas compter avec les anomalies locales.

La limite infrieure de l'ellipticit, donne par la quatrime loi,
correspond  l'aplatissement de Huygens et  la concentration de toute
la masse en un seul point. La limite suprieure conduit 
l'aplatissement de Newton et  l'homognit de toute la masse.

Cette quatrime loi se vrifie pour la Terre, Jupiter et Saturne,
c'est--dire pour les astres o la dure de rotation et l'ellipticit
sont l'une et l'autre mesurables. En ce qui concerne le Soleil, Mercure,
Vnus, la Lune et Mars, les deux limites de Clairaut font seulement
prvoir une ellipticit insensible, ce qui est encore conforme 
l'observation. Il n'y a pas l, videmment, une dmonstration prcise,
mais une prsomption srieuse pour considrer la thorie de Clairaut
comme exacte dans ses grandes lignes.

[Illustration: Fig. 8. Transport des abris pour la mesure d'une base.
(Expdition franaise dans la Rpublique de l'quateur, sous la
direction du Colonel BOURGEOIS.)]




CHAPITRE III.

RSULTATS GNRAUX DES MESURES GODSIQUES.
VARIATIONS OBSERVES DE LA PESANTEUR A LA SURFACE.


En dcidant l'adoption d'une unit de longueur fonde sur les dimensions
du globe terrestre, la Convention nationale donna une impulsion
puissante et durable aux tudes godsiques. De cette poque datent les
perfectionnements apports par Gambey dans la division des cercles, par
Borda dans l'emploi du thodolite et la mesure des bases par les rgles
bimtalliques. La mthode des moindres carrs, la thorie de la
compensation des mesures surabondantes allaient bientt aussi entrer
dans la pratique  la suite des mmorables travaux de Gauss et de
Bessel.

Des ncessits pratiques aises  comprendre avaient fait reposer la
valeur du mtre sur les mesures de Delambre et de Mchain, mesures un
peu htives et n'embrassant pas encore toute l'tendue dsirable en
latitude. Mais, quand l'exemple donn par la France eut t suivi dans
les pays trangers avec un succs croissant, quand des chanes de
triangles eurent t traces  travers les vastes plaines de la Russie
et de l'Inde, il devint clair que la complexit du problme dpassait ce
que l'on avait d'abord prsum.

Les mthodes de calcul fondes sur la comparaison de deux arcs seulement
supposent en effet:

1 Que sur un mme mridien l'arc d'un degr crot rgulirement de
l'quateur au ple;

2 Que sur deux mridiens diffrents les arcs d'un degr, pris  la mme
latitude, ont mme longueur;

3 Que cette longueur est la mme,  latitude gale, dans l'hmisphre
boral et dans l'hmisphre austral.

Or ces proprits n'appartiennent qu' une catgorie restreinte de
surfaces. Elles ne peuvent tre ralises exactement pour la figure
apparente de la Terre, hrisse d'ingalits et sujette  mille
changements avec le temps. Le point de dpart de la godsie consiste 
dfinir une surface idale, assez simple pour se prter au calcul, assez
voisine de la surface relle pour que l'on puisse rapporter sans erreur
chaque point de la surface relle  un point correspondant de la surface
idale ou _surface godsique_.

[Illustration: Fig. 9. Abri de campagne pour le cercle mridien.
(Expdition franaise dans la Rpublique de l'quateur.)]

On pourrait tre tent d'adopter une sphre,  cause de la simplicit
qui en rsulterait pour les calculs. Les raisonnements de Newton,
confirms par les mesures d'arc des acadmiciens franais, font prvoir
que la sphre choisie, quel qu'en soit le rayon, s'cartera trop de la
surface relle, et que la correspondance point par point ne pourra tre
tablie avec certitude.

On se rapprochera davantage de la surface relle si l'on adopte comme
surface godsique un ellipsode de rvolution. On pourra prendre pour
valeurs des demi-axes soit celles que suggre la dynamique dans
l'hypothse de l'homognit, soit celles qui mettent d'accord, dans la
thorie de Clairaut, deux mesures de la pesanteur faites  des latitudes
diffrentes, soit enfin celles qui mettent d'accord les valeurs
linaires du degr mesures sous deux latitudes diffrentes.

Ce dernier choix, qui ne suppose rien sur la constitution intrieure,
sera sans doute jug le plus rationnel. Mais du moment que l'on dispose
de plus de deux arcs de mridien ou de plus de deux mesures de
pesanteur, il faut s'attendre  ce que les observations soient
imparfaitement reprsentes, peut-tre mme  ce qu'on soit oblig de
leur imputer des erreurs inadmissibles. En prenant pour surface
godsique un ellipsode  trois axes ingaux, on disposera de deux
paramtres de plus, mais cet expdient entranera dans les calculs une
complication plus grande, et jusqu' ce jour il n'a pas t trouv
avantageux d'y recourir.

La dfinition de la latitude, de la longitude, de l'altitude par rapport
 l'ellipsode de rvolution ne comporte aucune difficult. Mais ces
grandeurs ne sont pas directement mesurables: on peut au contraire
dfinir les coordonnes gographiques d'un point de la surface relle de
telle manire qu'elles deviennent accessibles  l'observation. Ainsi
l'on appelle _latitude_ l'angle de la verticale avec l'quateur ou le
complment de l'angle de la verticale avec l'axe du monde. Pour
direction de l'axe du monde, on adopte le milieu des digressions d'une
circumpolaire en hauteur et en azimut. On a ainsi, trs sensiblement,
l'axe instantan de rotation du globe terrestre. Cet axe n'est pas fixe
par rapport aux toiles, puisqu'il prouve les mouvements de prcession
et de nutation. On ne peut affirmer qu'il soit fixe par rapport au globe
terrestre, mais son excursion totale ne dpasse pas quelques mtres.
Enfin la verticale elle-mme peut changer de direction, dans une faible
mesure, sous l'influence des variations mtorologiques, de la drive
des glaces polaires, de la circulation du fluide interne. On ne peut
donc pas compter, d'une manire absolue, sur l'invariabilit des
latitudes gographiques.

De mme, le mridien en un point tant dfini par la direction de la
verticale et par celle de l'axe instantan de rotation du globe
terrestre, on ne doit pas se flatter que les diffrences de longitude
soient invariables, ni que la variation de l'angle horaire d'une toile
soit rigoureusement proportionnelle au temps. Mais des oprations
classiques et d'une excution assez rapide permettront toujours
d'installer un instrument dans le mridien et de comparer la marche
d'une pendule  celle du Ciel. On s'est demand s'il n'y aurait pas
avantage, pour la dfinition des coordonnes gographiques et de
l'heure,  remplacer l'axe instantan de rotation par l'axe principal
d'inertie, qui s'en carte toujours trs peu et qui a plus de chances de
demeurer fixe par rapport  des repres terrestres. Ce systme, bien que
soutenu avec talent par Folie, ancien directeur de l'Observatoire
d'Uccle, n'a pas prvalu, et les astronomes sont demeurs fidles aux
dfinitions anciennes. La rforme, en effet, pourrait ne pas atteindre
son but  cause des fluctuations de la verticale; et, ce qui est plus
grave, la latitude et la longitude cesseraient d'tre des points
d'observation, toujours vrifiables et n'impliquant aucune hypothse sur
la constitution du globe, pour devenir des rsultats de calcul. Rien
n'indique, en effet, par rapport aux toiles, la situation de l'axe
principal d'inertie. Il faut la dduire de la thorie du mouvement de la
Terre autour de son centre de gravit, thorie ncessairement
imparfaite, en raison de l'ignorance o nous sommes de la constitution
intrieure du globe et des changements qui peuvent s'y accomplir.

[Illustration: Fig. 10. Montage d'un abri pour les observations
godsiques. (Expdition franaise dans la Rpublique de l'quateur.)]

L'altitude est galement susceptible de deux dfinitions diffrentes. On
serait tent d'appeler ainsi la longueur intercepte sur la verticale, 
partir du lieu d'observation, par la surface godsique, c'est--dire
par l'ellipsode de rvolution qui satisfait le mieux  l'ensemble des
mesures d'arc. Malheureusement cet ellipsode est, lui aussi, un tre
fictif, un rsultat de calcul, et l'on n'aperoit pas  premire vue la
possibilit de s'y rattacher par des oprations physiques.

[Illustration: Fig. 11. tablissement d'un signal pour les vises
godsiques. (Expdition franaise dans la Rpublique de l'quateur.)]

Le point de dpart naturel pour la mesure des hauteurs est la surface
moyenne des mers, obtenue en faisant abstraction des dnivellations
accidentelles ou priodiques produites par les vents et les mares.
Cette surface conciderait avec l'ellipsode de Newton si la Terre tait
homogne, avec l'ellipsode de Clairaut si la constitution intrieure du
globe tait rgulire. Mais elle doit avant tout satisfaire  une
exigence qui exclut toute possibilit de dfinition analytique. Elle
doit tre une surface de niveau pour l'ensemble des forces qui agissent
sur le globe terrestre, y compris la force centrifuge, l'attraction des
continents et des montagnes. Cette surface, appele _gode_, peut tre
prolonge  travers les terres en vertu de sa dfinition mcanique. Les
parties saillantes, surtout si elles sont formes de roches denses,
dvient le fil  plomb et provoquent un renflement du gode, en sorte
que celui-ci reproduit, dans une mesure attnue, les ingalits de la
surface relle. Quand on excute des nivellements de proche en proche 
partir du rivage de la mer, c'est par rapport au gode que l'on
dtermine les altitudes des stations successives. La pesanteur au niveau
de la mer tant variable, deux surfaces de niveau ne sont pas spares
partout par une mme distance sur la normale commune. Il serait donc
rationnel de prendre comme mesure de l'altitude finale non pas la somme
des chelons verticaux franchis dans les divers nivellements, mais la
somme des travaux ngatifs accomplis par la pesanteur. A cette condition
seulement, tous les points d'une surface de niveau quelconque auront des
altitudes exprimes par le mme chiffre. Mais, jusqu' prsent, cette
distinction ne prsente gure qu'un intrt thorique.

[Illustration: Fig. 12. Mesure des bases  l'aide des fils de mtal
invar de M. C.-E. Guillaume. Mise en place d'un repre mobile.]

Quand on excute une chane de triangles, on rduit les angles 
l'horizon et l'on ramne la valeur linaire de la base au niveau de la
mer. Cela revient  reporter sur le gode les constructions faites,
avec la supposition tacite que la verticale de chaque station, prolonge
jusqu'au gode, le rencontrerait encore normalement. Sauf peut-tre
l'arc du Prou, aucune des triangulations excutes jusqu' ce jour ne
traverse un pays assez montueux ou assez lev pour mettre cette
hypothse en dfaut. Tout cheminement excut avec le thodolite et le
niveau donne, le long d'une ligne dtermine, l'cart de la surface
relle et du gode. Les observations astronomiques associes relient
aux directions fixes fournies par les toiles les verticales des
diverses stations. Elles permettent, en consquence, de construire une
section soit de la surface relle, soit du gode. Avec une srie de
sections parallles, on peut tablir un modle en relief. Quand ce
travail aura t fait pour la plus grande partie du globe terrestre, on
pourra dire quelle est la surface godsique,  dfinition simple, qu'il
convient d'adopter comme se rapprochant le plus du gode.

Il s'en faut de beaucoup,  l'heure prsente, que ce vaste programme
soit ralis. En laissant de ct les irrgularits locales, on ne
trouve pas de difficult insurmontable pour placer sur une mme ellipse
les diffrents arcs de mridien mesurs. La concordance, toutefois, est
mdiocre, et l'on ne doit pas esprer, dans la dtermination de
l'aplatissement, une prcision trs leve. Delambre et Mchain
l'valuaient  1/334 d'aprs l'ensemble des triangulations effectues 
la fin du XVIIIe sicle. Bessel, en 1837, a propos 1/299,5; Clarke, en
1880, 1/(293,5  1,1). L'erreur probable indique est sans doute trop
faible, car deux seulement des arcs utiliss, de petite tendue, tombent
dans l'hmisphre austral, et la symtrie par rapport  l'quateur n'est
point dmontre ni mme vraisemblable d'aprs la distribution des
continents. Les valeurs correspondantes du demi petit axe et du demi
grand axe sont respectivement, en kilomtres, 6356,607 et 6378,284. Le
moment approche,  ce qu'il semble, o la discussion de Clarke pourrait
tre reprise avec avantage. Depuis, l'arc anglo-franais a reu une
extension considrable par la jonction de l'Algrie et de l'Espagne.
D'importantes triangulations ont t reprises ou inaugures au
Spitzberg, au Canada, au Prou, dans l'Afrique australe. Ces travaux,
dont une Association godsique internationale encourage le
dveloppement, doivent tre considrs comme ayant pour but de faire
connatre les irrgularits du gode, plutt qu'une valeur plus exacte
de l'aplatissement. Alors mme que tous les arcs de mridien mesurs
seraient applicables sur une mme ellipse, il resterait  dmontrer que
toutes ces ellipses ont mme centre, que les lieux des points d'gale
latitude sont plans et de courbure uniforme. Ce dernier point ne peut
tre lucid que par des mesures suffisamment nombreuses d'arcs de
parallle, accompagnes de dterminations de longitudes trs prcises.

Le doute  ce sujet est d'autant plus permis que l'aplatissement propos
par Clarke, tenant le milieu entre les deux chiffres que suggrent les
recherches de Mcanique cleste d'une part, les mesures de la pesanteur
de l'autre, ne concorde d'une manire vraiment satisfaisante ni avec
l'un ni avec l'autre.

[Illustration: Fig. 13. Mesure des bases  l'aide des fils de mtal
invar. Alignement des repres mobiles.]

Les mesures de la pesanteur, fondes sur l'observation du pendule,
offrent sur les oprations godsiques l'avantage de pouvoir s'excuter
sur toute l'tendue des continents, dans les rgions montagneuses les
plus pres, et jusque dans les les semes au milieu des mers. Elles se
prtent donc  une rpartition plus gale entre les deux hmisphres et
entre les diverses latitudes. La troisime loi de Clairaut permettrait,
 la rigueur, de dduire l'aplatissement superficiel de deux mesures de
pesanteur seulement, excutes l'une prs de l'quateur, l'autre dans
les rgions polaires. Par la combinaison d'un plus grand nombre de
rsultats, on attnuera l'effet des erreurs d'observation et des
anomalies locales. En suivant cette marche, de Freycinet a trouv, pour
l'inverse de l'aplatissement, 286,2; Sabine, 284,4; Foster, 289,5;
Clarke, en 1880, 292,4. Tous ces aplatissements sont, on le voit, plus
forts que ceux qui rsultent des triangulations. Dans ces dernires
annes, on a trouv le moyen d'effectuer des mesures suffisamment
prcises, mme en pleine mer. Sans doute l'observation du pendule
demeure impraticable  bord des navires, mais on y supple par la
lecture simultane du point thermomtrique d'bullition de l'eau et de
la colonne baromtrique. La premire lecture donne en effet, pour la
pression atmosphrique, une valuation indpendante de l'intensit de la
pesanteur, au lieu que la seconde en est affecte d'une manire
sensible.

[Illustration: Fig. 14. Mesure de l'intervalle de deux repres mobiles 
l'aide d'un fil de mtal invar. Le fil, dont la porte est de 24m, est
tendu par deux poids de 10 kg. L'emploi de ces fils, compar  celui des
rgles mtalliques, rduit le temps et la dpense exigs par la mesure
des bases dans la proportion de 10  1, sans nuire sensiblement  la
prcision.]

L'observation du pendule prsente encore sur les mesures d'arc
l'avantage de se rapporter  une localit prcise, et par suite se prte
mieux  l'tude des irrgularits locales. En pays de plaine, la
variation de la gravit avec la latitude suit assez bien les prvisions
de la thorie. Mais le voisinage de la mer ou des montagnes donne
ordinairement lieu  des surprises. Des hypothses vraisemblables sur la
densit des masses montagneuses avaient fait penser aux godsiens que
le niveau de la mer pourrait tre relev d'un millier de mtres, dans le
voisinage des ctes, par l'attraction des continents. Les travaux
rcents de M. Helmert, fonds principalement sur l'observation du
pendule dans les Alpes, montrent que cette estimation est exagre.
Entre le gode et l'ellipsode de rvolution qui s'en rapproche le
plus, l'cart ne doit nulle part dpasser 200m. C'est peu en comparaison
des ingalits de la surface relle, qui atteignent 9km de part et
d'autre du niveau des mers, et sont par suite du mme ordre de grandeur
que la diffrence des rayons polaires et quatoriaux. Il y a donc une
influence cache qui diminue l'attraction des parties saillantes et
augmente l'attraction des parties creuses. Cette remarque est
importante, comme nous le verrons dans un des Chapitres suivants, pour
l'tude de la structure interne. Mais, avant d'entrer dans ce sujet
difficile, il est  propos de jeter un coup d'oeil d'ensemble sur le
relief actuel et de rsumer l'enseignement qu'il peut nous offrir.




CHAPITRE IV.

LES GRANDS TRAITS DU RELIEF TERRESTRE
ET LE DESSIN GOGRAPHIQUE.


L'inspection d'un globe terrestre suggre de diviser la surface de notre
plante en deux parties: l'une recouverte d'eau et plus voisine du
centre que le gode ou surface moyenne des mers, l'autre merge et
plus loigne de ce mme centre.

Ces deux parties sont,  tous les points de vue, bien loin d'tre
quivalentes. Non seulement les ocans l'emportent par l'tendue, mais
leur profondeur moyenne, 4000m environ, surpasse de beaucoup l'altitude
moyenne des terres merges, altitude qui ne dpasse pas 700m. Si le
niveau des ocans s'abaissait de 2300m, on obtiendrait ce que les
gographes appellent la _surface d'quidformation_; les nouvelles
lignes de rivage opreraient une rpartition plus juste; les terres
merges formeraient alors la partie du globe que l'on doit considrer
comme saillante et les ocans ne recouvriraient plus que la partie
dprime, de mme volume que la premire (_Pl. I_).

Il est digne d'attention que le dessin actuel des continents ne serait
pas, dans cette hypothse, profondment transform. On verrait l'Asie
s'agrandir par l'Est, en s'annexant les archipels des Kouriles, du
Japon, des Philippines, plus encore au Sud-Est, o elle engloberait les
les de la Sonde et de l'Australie. L'Europe s'augmenterait au
Nord-Ouest d'une terre nouvelle qui fermerait l'Atlantique au Nord en
runissant  la Grande-Bretagne l'Islande et le Groenland. On verrait
apparatre dans l'axe de l'Atlantique deux grandes les longitudinales
jalonnes de foyers volcaniques. Ces changements excepts, on peut dire
que les grandes masses continentales et les grandes dpressions
ocaniques conserveraient  peu prs leur importance et leur situation
relatives.

Mais, pas plus dans l'tat nouveau que dans l'tat actuel, on ne verrait
apparatre l'galit ou la symtrie entre les deux hmisphres. Il y a
deux fois plus de terres merges au nord de l'quateur qu'au sud. Leur
importance va toujours croissant, dans l'hmisphre boral, depuis
l'quateur jusqu'au cercle polaire. Dans l'hmisphre austral elle va en
diminuant de l'quateur jusque vers le cinquantime degr de latitude,
o la mer rgne  peu prs sans partage. Les terres se montrent de
nouveau dans les hautes latitudes antarctiques et forment une masse
continentale importante autour du ple Sud, au lieu que le ple Nord est
occup par une mer profonde, comme l'a montr l'exploration de Nansen.

Un mme parallle, en gnral, traverse aussi bien des bassins profonds
que des plateaux levs. On ne peut donc pas considrer l'altitude comme
tant une fonction de la latitude; il n'y a point accumulation spciale
des terres vers les ples ni vers l'quateur et la crote solide
participe, tout aussi bien que la mer,  l'aplatissement godsique. On
ne peut pas non plus rattacher simplement l'altitude  la longitude, en
regardant la surface comme forme de fuseaux alternativement soulevs et
dprims. Toutefois cette reprsentation serait dj plus prs de la
ralit. Les masses continentales, et plus encore les presqu'les, ont
tendance  se dvelopper dans le sens Nord-Sud plutt que dans le sens
Est-Ouest.

Le contraste not tout  l'heure entre les calottes polaires rentre dans
une loi plus gnrale. Le relief ne manifeste pas une distribution
symtrique autour d'un centre, mais au contraire une opposition
diamtrale des dpressions aux saillies et _vice versa_. Ainsi le centre
du continent asiatique a pour antipode le centre de l'ocan Pacifique.
Que l'on dcrive sur un globe terrestre un grand cercle ayant son ple
dans l'Europe occidentale, on limitera un hmisphre o il y aura
presque galit entre la terre et la mer, pendant que, pour l'hmisphre
oppos, le rapport correspondant sera seulement 1/8,3. Si l'on considre
les surfaces continentales du premier hmisphre, on trouve que le
vingtime seulement de leur surface a pour antipodes des terres
merges.

Cette circonstance tmoigne, tout aussi bien que l'aplatissement, en
faveur de la fluidit primitive de la Terre. Elle montre que, au moins 
une certaine poque, les pressions ont pu se rpartir et se transmettre
 travers toute la masse du Globe avec une certaine libert. On pourrait
tre tent de voir dans le mme fait une infraction au principe pos par
Newton, concernant l'galit des pressions exerces au centre par
diverses colonnes liquides. Il semble, en effet, que la pesanteur doit
reprendre la mme valeur en des points symtriques par rapport au
centre, en sorte que l'quivalence des pressions exige l'galit des
altitudes. Mais cette consquence n'est force que si l'on suppose la
Terre homogne, et l'ingale densit des matriaux du globe terrestre
peut aisment compenser une diffrence de longueur, d'ailleurs
relativement faible.

Aprs l'abaissement fictif que nous avons fait subir au niveau des mers
pour obtenir la surface d'quidformation, le groupement des terres
merges rentre plus exactement dans une formule simple. On peut dire
qu'elles se rattachent  trois masses principales, situes dans
l'hmisphre Nord, qui prennent leur plus grande extension vers le 60e
degr de latitude nord, vont en s'amincissant vers le Sud,
disparaissent, et se retrouvent soudes ensemble vers le ple austral.
Ces trois masses continentales ont respectivement leurs centres dans la
Scandinavie, la Sibrie orientale, la rgion du lac des Esclaves,
c'est--dire qu'elles sont espaces de 120 en longitude. La sparation
admise ici entre l'Europe et la Sibrie orientale semblera peut-tre
quelque peu fictive. Elle se justifie par l'existence d'une dpression
qui, tout en n'tant pas occupe par la mer, n'en est pas moins trs
marque et trs tendue. D'ailleurs ces trois rgions constituent des
plateaux archens, mergs de longue date et qui ont joui  travers les
priodes gologiques d'une stabilit presque complte.

Les extensions donnes  l'Europe au Nord-Ouest,  l'Asie au Sud-Est se
justifient non seulement par le relev des profondeurs marines, mais par
la Gologie historique. La rpartition des espces vgtales et animales
dans les les, la nature des dpts ramens par les sondages, montrent
que ces portions de mer peu profondes, rattaches aux continents
actuels, ont t effectivement merges  une poque o la vie tait
dj rpandue  la surface de la Terre.

Il est  remarquer que l'Australie, considre comme prolongement
pninsulaire de l'Asie, l'Afrique considre comme annexe du plateau
Scandinave, n'admettent point le mme mridien central que la masse
continentale dont on fait dpendre chacune d'elles. L'une et l'autre
sont dvies fortement du ct de l'Est: une diffrence de mme sens et
non moins marque existe, en longitude, entre l'Amrique du Nord et
l'Amrique du Sud.

La liaison des pninsules australes aux continents est imparfaite et le
rtrcissement des terres merges, quand on marche du Nord au Sud, ne
se fait pas d'une manire continue. Il existe en effet une zone
transversale de rupture  peu prs parallle  l'quateur et situe 
quelque distance au nord de celui-ci.

Le long de cette zone on voit s'enchaner des bassins approximativement
circulaires, bords de hautes montagnes ou de cassures rcentes. Ce sont
des rgions instables, sujettes aux ruptions ou aux tremblements de
terre. On les nomme les _fosses mditerranennes_, parce que le foss
qui spare l'Europe de l'Afrique en fournit les exemples les mieux
caractriss et les mieux connus. Il faut y joindre les chotts
Sahariens, la Mer Noire, la Mer Morte, la dpression Arabo-Caspienne,
celle du Turkestan chinois, les mers du Mexique et des Antilles.

On doit  Lowthian Green d'avoir donn un nonc gomtrique embrassant
ces divers faits. Il suffit de considrer les centres des trois masses
continentales de l'hmisphre Nord comme les sommets d'un ttradre
rgulier inscrit dans la sphre, et dont le quatrime sommet tomberait
au ple antarctique. Les artes et notamment les parties voisines des
sommets, correspondront alors  des rgions saillantes, les centres des
faces aux points de plus grande dpression. On peut aussi dplacer les
sommets du ttradre de quantits gales sur des droites partant du
centre, de manire  faire grandir le solide en le laissant semblable 
lui-mme. Quand son volume sera devenu quivalent  celui de la sphre,
les pointements qui apparatront en dehors de la sphre reprsenteront
approximativement les continents. On reconnat sans peine qu'ils seront
largis au Nord, allongs en pointe vers le Sud, que leur dveloppement
sera maximum vers le 60e degr de latitude Nord, pendant que les mers
auront leur plus grande extension d'une part au ple Nord, de l'autre
vers le 55e degr de latitude australe (_Pl. II_).

L'accord avec les faits est assez remarquable pour engager  la
recherche d'une explication physique. La Terre, dans son ensemble,
montrerait une tendance  se dformer,  partir d'un ellipsode de
rvolution, pour se rapprocher de l'aspect extrieur d'un ttradre
rgulier. Or on peut citer des expriences o cette dformation
s'accomplit, pour ainsi dire, spontanment. Un tube cylindrique de
caoutchouc, quand la pression du milieu ambiant augmente, prend une
section triangulaire: un ballon de verre o l'on a fait le vide et que
l'on chauffe  la temprature de ramollissement du verre se dprime en
quatre points situs  120 degrs les uns des autres. L'exprience
russit encore avec un ballon sphrique de caoutchouc que l'on dgonfle
progressivement. Dans ces divers cas la dformation est impose parce
que le volume de l'enceinte diminue proportionnellement plus vite que la
superficie de l'enveloppe. Il y a lieu de penser que le mme conflit
doit se produire dans le refroidissement d'une plante primitivement
fluide et qui s'enveloppe d'une crote, suivant la conception de
Descartes. La surface de cette enveloppe peu conductrice arrive assez
vite  la temprature d'quilibre qu'elle doit prendre sous l'influence
des rayons solaires. A partir de ce moment toute la dperdition de
chaleur se fait aux dpens de la masse interne, qui se contracte par
suite plus que l'corce, et, comme celle-ci n'est pas assez tenace pour
se soutenir sans appui, la conservation de la forme sphrique est
impossible.

Maintenant la dformation a-t-elle comme terme ncessaire un ttradre?
On a invoqu, pour le dmontrer, soit le principe de la moindre action,
soit le principe de la conservation de l'nergie. On fait valoir que, la
sphre ayant la proprit d'enfermer le plus grand volume possible sous
une surface donne, le ttradre est, parmi les polydres rguliers
convexes, celui qui enferme sous une surface donne le plus petit
volume. Le ttradre serait par suite, entre les figures drives de la
sphre, celle qui ralise au prix du plus petit changement de surface
une diminution de volume impose. Mais cette consquence ne serait
rigoureuse que si le champ des dformations tait limit aux figures
convexes, et ni la thorie, ni l'observation ne donnent lieu de croire
qu'il en soit ainsi. Malgr cette incontestable lacune mathmatique, le
systme de Green est digne d'une grande attention  cause du nombre des
faits qu'il se montre capable de comprendre et d'assimiler. Il la mrite
d'autant mieux que l'auteur a russi  faire rentrer dans sa thorie les
deux anomalies les plus apparentes que prsente,  premire vue, le
dessin gographique.

Il y a lieu de se demander, en effet, pourquoi les trois masses
continentales allonges suivant un mridien prsentent une solution de
continuit, une cassure oriente paralllement  l'quateur et d'o
vient que, dans chacune de ces artes, la partie australe est dvie
vers l'Est par rapport  la moiti Nord.

L'explication, analogue  celle des vents alizs, fait intervenir la
rotation du globe et la force centrifuge. Lorsque les sommets du
ttradre situs dans l'hmisphre Nord accusent leur saillie, ils
effectuent autour d'eux une sorte d'aspiration et empruntent des
matriaux au Nord comme au Sud. Mais c'est dans le premier cas que le
changement de vitesse rsultant de la variation de latitude est le plus
sensible. Les masses venues du Nord et s'loignant de l'axe ont une
vitesse acquise trop faible et demeurent en retard sur la rotation de la
Terre.

Inversement, les matriaux appels de l'quateur vers la protubrance
Sud possdent  la suite de ce dplacement un excs de vitesse et
prennent l'avance sur la rotation du Globe. Il se produit ainsi sur
chaque arte mridienne du ttradre une sorte de torsion, capable de
dterminer la rupture et d'entraner vers l'Est la partie australe. La
ligne de discontinuit, marque par le chapelet des fosses
mditerranennes, est une nouvelle aire de dpression, ajoute  celle
que constituent dj les centres des faces du ttradre. Si l'on nglige
cet effet de torsion, le diamtre issu de chaque sommet va passer au
centre de la face oppose. La correspondance diamtrale des dpressions
et des saillies, indique par l'observation, est aussi une consquence
de la dfinition gomtrique du polydre.

C'est surtout cette concordance qui assure  l'hypothse ttradrique
une grande supriorit sur la thorie propose antrieurement par lie
de Beaumont pour coordonner gomtriquement les principaux traits du
relief terrestre. Cette thorie, aprs avoir pass par une priode de
brillante faveur, n'a plus de partisans aujourd'hui. Nous en dirons
cependant quelques mots, parce qu'elle a son point de dpart dans
l'observation de faits bien avrs et qui ne doivent pas tre perdus de
vue.

L'ide qu'une loi prcise commande la distribution des parties
saillantes et dprimes n'est pas invraisemblable _a priori_. Il n'y a
pas de chane de montagnes o l'on ne reconnaisse avec facilit la
rptition frquente d'un petit nombre d'alignements. Cette circonstance
ne peut tre mise en doute, bien qu'elle soit un peu exagre dans
certaines cartes topographiques, en raison de la propension qu'on
prouve, dans la description d'un objet compliqu,  simplifier et 
rpter des traits dj connus. Ce paralllisme est un vestige des
puissants efforts latraux qui ont suivi la consolidation de l'corce et
en ont altr le niveau. La direction dominante d'une chane rsume
l'effort principal, pousse ou traction, qui lui a donn naissance.
Entre cet effort primitif et les mouvements ultrieurs qui sont venus
superposer leurs effets aux siens, entre les efforts simultans qui ont
agi dans diverses rgions de la Terre, y a-t-il indpendance ou
coordination gomtrique? La seconde opinion est plus probable dans
l'hypothse de la fluidit primitive et d'une corce relativement mince
et certaines analogies font prvoir que les lignes de moindre
rsistance, o se produiront les plissements, fractures ou dchirures,
dessineront les artes d'un polydre rgulier inscrit. C'est ainsi que
des formes polygonales d'une rgularit remarquable apparaissent dans la
solidification d'une crote qui se fendille par retrait. L'exprience en
est souvent faite dans les creusets des mtallurgistes. Les colonnades
basaltiques, dont les affleurements dessinent parfois des pavages
hexagonaux presque parfaits, ont pris naissance de cette manire dans le
refroidissement des coules de lave.

Maintenant quel polydre rgulier convient-il d'associer  la sphre
pour expliquer les principaux traits du relief terrestre? lie de
Beaumont a donn la prfrence au dodcadre, dont les faces sont des
pentagones. Le motif de ce choix est la facult que l'on possde, en
prolongeant par des grands cercles les artes ou les diagonales des
faces, de constituer  la surface de la sphre un rseau trs riche,
dou de proprits gomtriques nombreuses. Mais cette richesse mme, en
rendant trop facile l'tablissement de concidences approches avec les
chanes de montagnes terrestres, enlve  ces concidences beaucoup de
leur prix. Il est rationnel videmment d'attacher une importance
particulire soit aux artes mmes du dodcadre, soit aux lignes qui en
drivent le plus directement. lie de Beaumont met  part quinze grands
cercles, qu'il appelle _cercles primitifs_, et qui peuvent tre associs
trois  trois, de manire  former des triangles trirectangles,
admettant chacun comme ple un sommet du dodcadre. Le mode
d'orientation adopt par lui consiste  faire tomber l'intersection de
deux cercles primitifs rectangulaires sur le mont Etna, et  faire
pivoter le systme jusqu' ce qu'un autre cercle primitif vienne
s'aligner sur la Cordillre des Andes. Mais les concidences obtenues de
cette manire ne sont pas assez prcises pour entraner la conviction et
les chanes de montagnes ainsi rattaches  des lignes homologues n'ont,
d'aprs l'histoire gologique, aucun titre  tre considres comme
contemporaines. Enfin, objection plus grave, le dodcadre pentagonal
est une figure centre. A chaque sommet correspond comme antipode un
autre sommet, au centre de chaque face le centre d'une autre face. Si
donc le Globe terrestre tait construit sur ce plan, il devrait arriver
qu' une partie saillante correspondrait une autre partie en relief
diamtralement oppose. C'est le contraire qu'on observe dans presque
tous les cas. Il faut donc plutt chercher la formule de coordination du
ct des solides rguliers qui, comme le ttradre, ralisent
l'association inverse. Pour ces diverses raisons on a cess d'attribuer
au dodcadre pentagonal aucune signification concrte, et la discussion
est circonscrite entre les partisans du ttradre de Green et ceux qui
refusent de voir dans l'ensemble du relief terrestre aucune
manifestation de symtrie.

On ne peut nier cependant que les crtes des montagnes, les lignes de
rivage formes par voie de cassure, les axes des fosses ocaniques
allonges, ne manifestent une prfrence pour certaines orientations.
lie de Beaumont, en dressant la liste des angles de position par
rapport au mridien pour les chanes de montagnes les mieux tudies,
trouvait des chiffres groups en trs grand nombre autour de certaines
valeurs particulires. Plus tard, J. Dana a tabli par de nombreux
exemples la prdominance de deux alignements: l'un du Sud-Ouest au
Nord-Est, l'autre du Nord-Ouest au Sud-Est. Au premier se rattachent la
cte asiatique orientale, l'axe de la Nouvelle-Zlande, la chane des
Alleghanys, l'axe de l'Atlantique Nord, l'axe de l'Atlantique Sud, les
monts Scandinaves. On peut faire rentrer dans le second le grand axe du
Pacifique, les montagnes Rocheuses, la cte du Prou, le chenal de
l'Atlantique moyen, divers groupes d'les du Pacifique. Si ces
alignements taient visibles dans toutes les parties du Globe, sa
surface pourrait tre assimile  un chiquier de cases rhombodales
obliques sur le mridien et spares par des lignes de relief ou de
rupture. Mais il faut se rappeler que beaucoup de chanes montagneuses,
dont l'existence passe est atteste par la discordance ou le plissement
des couches, ont actuellement disparu, ensevelies par la mer ou niveles
par l'rosion. Ces causes de ruine ont t relativement peu actives sur
notre satellite, et il en rsulte que la disposition en chiquier est
plus aisment reconnaissable sur le globe lunaire que sur le ntre.

Au lieu d'tudier la disposition en plan des lignes de relief, on peut
se demander si quelque loi gnrale ne se dgage pas de l'examen des
coupes verticales.

On est gnralement port  regarder les continents comme des
intumescences convexes, les mers comme des cuvettes concaves. L'ensemble
des nivellements et des sondages modernes montre que cette manire de
voir est fort loigne de la vrit. Le fond des bassins ocaniques est
habituellement convexe. Non seulement il participe  la courbure
gnrale du Globe, mais il a sa courbure propre, qui est, au moins dans
un sens, encore plus marque. De la sorte, les parties les plus creuses,
appeles _fosses ocaniques_, sont rejetes prs des bords et forment
des valles allonges parallles aux lignes de rivage.

Les continents offrent exactement la disposition inverse, ou du moins
ils l'ont prsente au moment o ils ont merg, avant que l'rosion
n'ait eu le temps de modifier leur structure. Leur partie centrale est
une cuvette ou un assemblage de cuvettes, et les chanes de montagnes
suivent les ctes. Les fleuves ns dans l'intrieur sont obligs, pour
rejoindre la mer, de faire brche  travers une barrire plus ou moins
leve. Les coupes de l'Afrique australe, de l'Amrique borale suivant
des parallles ressemblent  celles d'une assiette renverse suivant un
diamtre. Si l'on veut dfinir la montagne comme tant le squelette du
continent, on doit considrer ce squelette comme extrieur,  la faon
de la coquille d'un crustac.

Cette structure a t plus ou moins,  l'origine, celle de tous les
continents. Depuis, elle est devenue moins nette dans beaucoup de cas,
l'rosion ayant affaibli ou ras la ceinture de montagnes et accru par
sdimentation le domaine de la frange ou bordure externe. Des
communications de plus en plus larges se sont tablies entre les bassins
intrieurs et les mers voisines. Il reste cependant en Asie, en Afrique,
dans l'Amrique du Nord, des rgions tendues sans coulement aucun vers
l'Ocan.

Partout les points de grande altitude sont plus voisins de la mer que du
centre du continent, et tendent  s'aligner, comme les fosses
sous-marines, paralllement au rivage. L'ensemble de ces faits se rsume
dans une loi que M. de Lapparent nonce ainsi: Au moment o une grande
ligne de relief se constitue sur le Globe, elle forme le rivage d'une
dpression ocanique ou lacustre sous laquelle elle s'enfonce par son
versant le plus inclin et, en gnral, l'importance de la chane 
laquelle elle donne naissance est en rapport avec celle de la dpression
qu'elle ctoie.

La dissymtrie des versants est une loi gnrale. Le versant le plus
rapide, faisant face  la plus grande dpression, est en moyenne deux
fois plus inclin que l'autre. On arrive au fond des fosses ocaniques
par une pente rapide quand on vient de la terre, par une pente douce
quand on vient du large. Dans les contres couvertes de plissements en
chelons, l'altitude va croissant d'une ride  l'autre du ct o elles
prsentent toutes l'inclinaison la plus forte. Mais cette structure est
sujette  tre modifie par l'rosion. La dernire ride, la plus haute
et la plus expose aux vents humides, est voue  une ruine plus
prompte. Les cours d'eau y font brche en reculant leurs sources, et la
ligne de partage des eaux se trouve frquemment reporte en arrire des
sommets les plus levs.

La manire dont la glace et les eaux pluviales interviennent pour
transformer le relief terrestre nous est connue par l'observation
quotidienne. Elle fait l'objet de Chapitres importants dans les Traits
de Gologie et de Gographie physique. Nous ne ferons qu'effleurer cette
question, malgr l'intrt toujours actuel qu'elle prsente, parce
qu'elle nous carterait de notre objet principal, qui est d'clairer par
l'tude de la Terre celle des autres corps clestes.




CHAPITRE V.

L'HISTOIRE DU RELIEF TERRESTRE.
LES PRINCIPALES THORIES OROGNIQUES.


En cherchant  dfinir les grands traits du relief terrestre, nous avons
reconnu que ces traits,  premire vue irrguliers et capricieux,
deviennent mieux intelligibles quand on se place au point de vue
historique. Ils tendent  se rapprocher d'une formule simple et presque
mathmatique si on les considre comme les restes d'une structure
primitive que des causes toujours en action tendent  effacer.

Ces causes, dont l'tude forme l'objet principal de la Gographie
physique, drivent toutes plus ou moins directement de la radiation
solaire. L'atmosphre, l'eau, la glace modifient le relief du Globe avec
lenteur dans les rgions arides, avec une promptitude relative dans les
contres o les prcipitations sont abondantes. La substance des
montagnes, entrane peu  peu, vient s'taler sur les plaines ou se
dposer prs des rivages. Les profondeurs mmes de l'Ocan reoivent un
continuel dpt de dbris organiques. Mais leur comblement ne s'opre
qu'avec une lenteur extrme, et c'est l, mieux que sur les terres
merges, que l'on peut trouver les caractres encore reconnaissables de
la structure initiale.

A ce sujet, une remarque importante doit tre faite: l'ensemble des
causes actuelles, de celles dont nous pouvons mesurer les effets dans la
priode historique, concourt d'une manire vidente au nivellement
gnral de la surface. L'rosion dtruit les montagnes, les sdiments
comblent les mers. Parfois, il est vrai, l'rosion, en dchaussant des
massifs de roches dures, fait apparatre des formes plus abruptes, mais
elle n'accrot jamais l'altitude des cimes. Les cnes soulevs ou
construits par des ruptions volcaniques, les redressements locaux qui
peuvent rsulter des tremblements de terre n'ont qu'un volume
insignifiant en comparaison des chanes de montagnes, plus insignifiant
encore auprs des fosses ocaniques. Ce ne sont donc pas les causes
actuelles, celles qui accumulent sous nos yeux les terrains stratifis,
qui ont pu crer le relief terrestre, tablir des carts de 9km  10km
dans le sens vertical entre la surface relle et le gode. L'rosion ne
rend pas compte de la figure actuelle des montagnes, moins encore de
l'existence des fosses ocaniques.

[Illustration: Fig. 15. Exemple de formes superficielles en rapport avec
la structure interne. (Cluse du Jura bernois.) DE LAPPARENT, _Abrg de
Gologie_, _fig._ 25, p. 105.]

On a le droit, assurment, en Gologie, de limiter le champ de ses
recherches. C'est ainsi qu'une cole nombreuse, longtemps prpondrante
en Angleterre sous l'influence de Lyell, ne voulait reconnatre que
l'action des causes actuelles, relguant tout le reste dans un pass
lointain et inaccessible. L'Astronomie nous fait une obligation de nous
placer au point de vue inverse: la formation des terrains stratifis,
l'action de l'air et de l'eau sur la surface deviennent dans l'volution
d'un corps cleste des pisodes presque ngligeables. Certaines plantes
ont dj travers cette phase de leur histoire; d'autres ne l'ont pas
encore atteinte et, sur la Terre elle-mme, l'action habituellement
cache et assoupie des forces internes se rvle comme prpondrante par
la grandeur de ses effets. Leur rle du reste n'est pas termin; il est
fort possible qu'elles interviennent encore de nos jours, concurremment
avec les agents atmosphriques, ou qu'elles provoquent dans l'avenir de
nouveaux cataclysmes, aprs un repos qui aurait embrass la priode
historique tout entire.

Tant que les sondages ocaniques sont demeurs rares et clairsems, les
chanes de montagnes sont apparues comme les accidents les plus
importants du relief terrestre. On a d reconnatre que leur formation
tait troitement mle  l'histoire du Globe, mme depuis l'apparition
de la vie  sa surface. En effet, les couches videmment constitues par
des dpts lentement accomplis dans une nappe liquide, couches
primitivement horizontales, prsentent des redressements, des plis, des
dislocations qui accusent l'intervention de forces extrmement
puissantes. D'autre part, une chane de montagnes est ncessairement
plus ancienne que les dpts horizontaux qui sont venus s'appuyer sur
ses flancs. L'poque de la formation de ces dpts, comme celle de la
formation des couches plisses, est caractrise par les dbris
organiques qui s'y trouvent. Un examen attentif permet donc d'tablir un
ordre chronologique entre les chanes de montagnes et l'on peut esprer
de reconstituer les tats successifs du relief terrestre. Cette branche
d'tudes (_Godynamique interne ou Orognie_) a fait dans ces derniers
temps de trs grands progrs, et la connaissance de ses principaux
rsultats est utile pour aborder l'examen des plantes autres que la
Terre.

[Illustration: Fig. 16. Exemple de plis couchs amincis, tirs et
partiellement enlevs par ablation superficielle. DE LAPPARENT, _Abrg
de Gologie_, _fig._ 158, p. 400.]

Les pays de montagnes offrent des coupes naturelles o la srie des
couches apparat  premire vue, o les terrains de mme nature et de
mme ge se retrouvent de part et d'autre d'un accident de terrain qui
les interrompt. Les parties externes du massif prsentent de nombreux
plis, parfois rgulirement onduls, mais le plus souvent redresss,
renverss, couchs, charris par de puissants efforts latraux.
L'paisseur d'une mme couche est loin d'tre uniforme dans toute son
tendue. Il n'est pas rare de voir une srie de plis comprime en forme
de coin ou dilate en ventail. Il arrive mme que la continuit d'une
mme couche est interrompue par une _faille_ ou dnivellation brusque.
En pareil cas le compartiment rest au niveau le plus lev chevauche
frquemment sur l'autre, et l'ordre de superposition primitif se trouve
renvers. La production de failles successives et de charriages
conscutifs aboutit  la structure _imbrique_ ou _en cailles_, souvent
observe dans les Alpes franaises.

[Illustration: Fig. 17. Exemple d'une structure montagneuse
imparfaitement transforme par l'rosion. Causse du Larzac. (D'aprs la
Carte au 1/200000 dresse par le Service gographique de l'Arme.
Feuille de Rodez.)]

Bien que les failles rpondent, en gnral,  des effondrements sur
place, elles n'accusent point leur existence par des murs verticaux.
L'rosion est intervenue pour adoucir le relief. Elle arrive mme, avec
le temps,  faire disparatre toute diffrence de niveau entre des
plaines contigus, dont les stratifications sont discordantes. Les eaux
peuvent aussi enlever la tte d'un pli couch, en couper la racine. Et,
quand les fragments pargns ont t charris par la suite  30km ou
50km de distance, on conoit qu'il puisse devenir trs difficile de
remonter  leur origine et  leur situation initiale. Ces
bouleversements indniables n'embrassent en somme que des portions
restreintes de la surface terrestre. A ct d'elles de vastes plateaux
ont gard,  travers toutes les priodes gologiques, leur cohsion et
leur horizontalit. Il n'y a pas lieu de penser que les masses
continentales et les fosses ocaniques aient subi dans leur
configuration gnrale de changements bien essentiels,  part ceux que
nous avons signals et qui ont cart le dessin des rivages de la
symtrie ttradrique.

Il est vident que les ingalits de la surface terrestre doivent
s'expliquer par des causes qui ont agi depuis la solidification de cette
surface. La doctrine dominante  ce sujet, au commencement du XIXe
sicle, tait la thorie des soulvements propose par Lopold de Buch.
Le fait qui lui sert de base est le suivant: on trouve, dans la partie
centrale des chanes les plus importantes et les plus hautes, des
massifs de roches cristallines ou primitives, sans apparence de
structure stratifie, et dpassant en altitude les zones plisses qui
les sparent de la plaine. Partant de l Lopold de Buch admet que, la
crote s'tant forme et ayant acquis, par sdimentation, une grande
paisseur, des roches en fusion chasses par un excs de pression
interne ont soulev cette crote, et l'ont perce en quelques points
faibles, en rejetant  droite et  gauche les roches stratifies.

Cette manire de voir est naturellement repousse par les thoriciens
qui n'admettent pas la fluidit interne du globe, par ceux qui pensent
que la solidification a d commencer par le centre et progresser vers la
surface. Mais elle n'a mme pas conserv de partisans dans l'cole
adverse, qui tient pour l'existence actuelle de l'corce mince. En
effet, l'tude plus attentive des groupes montagneux a prouv que les
masses primitives n'ont dans les plissements et les soulvements du sol
qu'un rle passif. Elles ne sont venues au jour que longtemps aprs leur
solidification, et ne se sont point dverses en nappes liquides. Chaque
fois que les roches fondues ont russi  percer, c'est en profitant de
fissures antrieures et non en soulevant les couches superficielles.
Enfin les massifs cristallins prsentent jusque prs de leur cime des
restes de stratifications horizontales. Il en rsulte que leur
couverture sdimentaire a t lentement enleve par l'rosion, et non
refoule par un soudain cataclysme.

[Illustration: Fig. 18. Exemple de formes superficielles en discordance
avec la structure interne. (Coupe des Dents de Morcles, Suisse.) De
Lapparent, _Abrg de Gologie_, _fig._ 161, p. 405.]

Une autre origine possible du relief terrestre est le plissement de
l'corce par contraction. Ainsi qu'lie de Beaumont l'a indiqu avec une
nettet parfaite ds 1829, un globe fluide, qui se refroidit et
s'enveloppe d'une crote peu conductrice, arrive assez vite  ne plus
perdre par sa surface que la chaleur emprunte aux couches internes; la
temprature de la surface tend vers une limite fixe, qu'elle a dj 
peu prs atteinte, pendant que la temprature interne continue 
s'abaisser. L'corce, se contractant moins que le noyau, prend
relativement  celui-ci un excs d'ampleur, qui, sous l'action de la
gravit, fait perdre  la surface la figure sphrique. On pourrait
supposer que cette dformation s'accomplira par des affaissements locaux
avec rupture. En fait les normes pressions qui rgnent dans l'corce
terrestre communiquent aux roches une plasticit qu'elles n'ont point
dans les expriences de laboratoire et ce sont des plissements que l'on
observe.

Les crtes des plis tendent-elles  s'loigner du centre de la Terre ou
sont-elles simplement en retard sur l'affaissement des parties voisines?
La question ne semble pas aise  rsoudre. Dans l'ensemble
l'affaissement doit prdominer, puisque le globe se refroidit; mais des
soulvements locaux restent possibles et lie de Beaumont n'y voyait
point de difficult. Sans doute, dans un esprit de raction contre la
doctrine de Lopold de Buch, une autre cole, qui se rclame de Constant
Prvost, ne veut laisser dans l'orognie aucune place aux soulvements.
Elle ne reconnat que des mouvements centriptes ingalement rpartis.
Mais cette thorie ne semble pas capable de s'assimiler tous les faits.
Les terrains sdimentaires dont on retrouve des fragments prs des plus
hautes cimes cristallines existent dans les mmes rgions en masses
considrables parfaitement niveles et rgulires. Il est plus facile de
concevoir un soulvement local qu'un affaissement qui aurait port sur
une contre entire sans amener de dnivellation ni de rupture. Des
roches contemporaines se rencontrent en grandes masses  des niveaux
extrmement diffrents. Le grand plateau du Colorado est demeur
au-dessous du niveau de la mer depuis le commencement de l'poque
carbonifre jusqu' la fin de la priode crtace. Il a reu dans cet
intervalle 3000m  4000m de sdiments, ce qui prouve qu'il a continu 
s'enfoncer, car les sdiments ne se dposent en quantits importantes
qu' de faibles profondeurs. Depuis il a merg sans que l'on puisse
dire si l'ascension a pris fin actuellement, et, si l'on rtablissait
tout ce que l'rosion lui a enlev, ce plateau aurait maintenant 6000m
d'altitude. Cet exemple, que nous empruntons  M. J. Le Conte[6], est
assurment un des plus frappants, mais il est loin d'tre isol et l'on
doit tenir des soulvements tendus pour possibles, alors mme que leur
lenteur ne permettrait pas d'en suivre la marche par l'observation.

[Note 6: J. LE CONTE, _Earth crust movements and their causes_
(_Science_, Vol. V, n 113).]

On a tent de dmontrer que la chute de temprature, depuis l'poque de
solidification de la surface jusqu' l'poque actuelle, est insuffisante
pour provoquer des plissements aussi considrables que ceux qu'on
observe et pour rendre compte du relief terrestre. Ce raisonnement,
prsent par M. Fisher[7] dans l'hypothse d'un refroidissement subit,
n'est pas concluant, ainsi que l'a fait voir M. G.-H. Darwin, parce
qu'il laisse dans l'ombre l'intervention de la pesanteur. Quand la
contraction par refroidissement a dtermin un pli, mme peu accus, des
sdiments se dposent dans la partie concave, la surchargent et
l'obligent  s'enfoncer encore. Les matires liquides situes au-dessous
refluent sous les parties saillantes et les soulvent. Les diffrences
de niveau tendent ainsi  s'exagrer jusqu' ce qu'une rupture se
produise.

[Note 7: _Philosophical Magazine_, Vol. XXIII, 1887.]

[Illustration: Fig. 19. Exemple d'une structure montagneuse entirement
sculpte par l'rosion. Rgion des sources du Rhne et de l'Aar.
(D'aprs la Carte au 1/100000: la Suisse, par Ch. Perron, phot.
Boissonnas.)]

Certains auteurs,  la suite de J. Dana[8], ont mme considr le dpt
des sdiments, agissant par leur poids, comme la cause premire de
l'effort orognique. On allgue en faveur de cette ide que les couches
stratifies se prsentent, dans les rgions montagneuses ou  la limite
de celles-ci, avec une puissance bien plus grande que dans les pays de
plaines. C'est ainsi que dans la rgion des Appalaches, en Amrique, des
dpts se sont forms sans interruption sur 12000m d'paisseur. Une
telle continuit suppose que le rivage s'affaisse lentement, d'une
quantit presque quivalente, pour permettre  la sdimentation de se
poursuivre et l'on ne voit pas pourquoi un effondrement aussi prolong
affecterait toujours le mme point, si la sdimentation elle-mme ne
l'impose pas.

[Note 8: J. DANA, _Manual of Geology_, 1875, p. 748.]

Mais la rpercussion du phnomne ne s'arrte pas l. Les matriaux
dposs par alluvions dans les plaines ou sur les ctes sont emprunts
aux montagnes. Il y a surcharge pour les bas-fonds, allgement pour les
hauteurs. Ds lors l'quilibre intrieur du globe terrestre se trouve
compromis. Deux colonnes d'gale section, issues de points diffrents de
la surface et aboutissant au centre, cesseront de se faire quilibre si
elles n'altrent pas leurs longueurs relatives en sens inverse. Cette
considration, dj employe par Newton, a reu des dveloppements
nouveaux de la part des gologues amricains modernes, qui l'ont
formule sous le nom de _principe de l'isostase_. Elle conclut 
l'existence d'une cause interne qui tend  exagrer les diffrences de
niveau superficielles, au lieu que les agents atmosphriques travaillent
 les attnuer. L'galit des pressions en sens diffrent autour d'un
mme point intrieur est d'ailleurs galement obligatoire, que l'on
suppose l'intrieur de la Terre solide ou qu'on le suppose liquide. On
ne saurait en effet compter sur la tnacit des roches ou des mtaux
pour supporter les efforts que feraient natre dans la masse du globe,
suppose homogne, les ingalits de la surface. Tous les matriaux
connus sont crass, pulvriss,  ces normes pressions.

Il ne semble pas, cependant, que la surcharge des sdiments doive
supplanter la contraction par refroidissement comme cause initiale et
prpondrante du relief. La Lune, en nous montrant un globe o les
diffrences de niveau sont relativement plus fortes et plus brusques que
sur la Terre et o, en mme temps, les traces de l'action de l'eau sont
rares et douteuses, nous invite  chercher d'un autre ct. L'exemple
dj cit du plateau de Colorado montre aussi que les soulvements ne
sont pas limits aux montagnes allges de leur couverture sdimentaire;
des rgions immerges depuis longtemps, soustraites  toute rosion et
dj charges de sdiments considrables, peuvent manifester un
mouvement ascensionnel. Il y a ici en jeu une cause interne distincte du
principe de l'isostase, et mme capable d'en combattre victorieusement
les effets. La mme ncessit se prsente au dbut, quand il s'agit
d'expliquer l'apparition des bassins concaves o se dposeront plus tard
les alluvions. L'opinion de gologues minents, parmi lesquels nous
citerons M. de Lapparent, est qu'il n'y a pas lieu de chercher cette
cause ailleurs que dans le ridement par contraction. La mme force,
tendant et prolongeant son action, travaille  redresser les bords du
bassin qui sont des zones faibles de l'corce et les ractions latrales
y contribuent autant et peut-tre plus que le poids des sdiments.

Nous devons encore mentionner deux tentatives intressantes, faites pour
prvoir et dfinir l'emplacement des dpressions principales. Peirce et
M. G.-H. Darwin ont examin quelle pouvait tre, sur la forme de la
Terre, l'influence de l'attraction des corps clestes. Seuls le Soleil
et la Lune paraissent capables d'une action efficace, par
l'intermdiaire des mares qu'ils provoquent. Ces mares, qu'elles aient
pour sige les eaux superficielles ou le fluide interne, sont toujours
en retard sur le passage au mridien de l'astre perturbateur. Il en
rsulte, comme nous le verrons plus en dtail  propos de la Lune, un
ralentissement du mouvement diurne et la plante tend vers une figure
d'quilibre moins aplatie que celle qui rpondait  la vitesse de
rotation primitive. Sur une plante entirement fluide la dformation
s'accomplira sans laisser de trace. Si la solidification est parvenue 
un certain degr, la crote, sollicite au del de sa limite de
rsistance, deviendra irrgulire et indiquera, sans le raliser
compltement, le passage de l'ancienne figure d'quilibre  la nouvelle.
Partant d'une hypothse,  la vrit un peu gratuite, sur l'tat
primitif du globe terrestre, M. G.-H. Darwin trouve mathmatiquement
qu'il doit se dessiner  la surface de larges plis, coupant l'quateur 
angle droit et s'inflchissant vers l'Est de chaque ct, dans les
latitudes croissantes. Ni la ligne actuelle des rivages, ni la ligne
d'qui-dformation ne prsentent par rapport  l'quateur la symtrie
que rclamerait cette formule, et il est certain que l'ensemble du
dessin gographique est mieux reprsent par le ttradre de Green.

L'apparition des montagnes, quel qu'en soit le mcanisme, est un
contre-coup de la formation des bassins ocaniques et celle-ci
constitue, par suite, le problme le plus essentiel de l'orognie. M. J.
Le Conte, dans le travail cit plus haut, y voit une consquence du
caractre htrogne des matriaux de l'corce. La conductibilit pour
la chaleur et la densit varient, en gnral, dans le mme sens, et
entre des limites assez larges, d'une partie de la Terre  l'autre. Si
l'on se reprsente, dans la crote terrestre, une rgion
particulirement dense et conductrice, on se rend compte que la
solidification doit y commencer plus tard et y progresser plus vite.
Cette rgion, se refroidissant plus que ses voisines, perd de sa surface
et de sa courbure et devient un bassin dprim, tout prpar pour la
rception des eaux marines. La mme cause continuant d'agir, le bassin
se creuse, des plis saillants se forment sur ses bords, la sparation se
prononce entre la terre ferme et la mer et les diffrences d'altitude
s'exagrent jusqu' ce que l'rosion vienne les attnuer ou jusqu' ce
qu'une rupture intervienne.

En l'absence de donnes suffisantes sur l'tat initial, l'dification
d'une thorie mathmatique du relief terrestre semble une entreprise
sans espoir. Il est possible, au contraire, de dterminer entre quelles
poques gologiques une chane de montagnes s'est dveloppe. Par suite,
un tableau historique de l'volution de ce mme relief est chose
ralisable, pourvu que l'on consente  ne pas remonter trop haut.

Un moment on a pu croire que ce travail allait tre rapidement achev.
lie de Beaumont avait cru, en effet, pouvoir dterminer l'ge d'une
chane de montagnes par le simple calcul de son orientation gnrale.
Mais cette rgle commode n'a pas tenu devant l'examen plus approfondi
des faits. Le seul critrium admis par les gologues modernes est le
caractre palontologique des couches stratifies qui ont t disloques
par l'apparition d'une chane de montagnes ou qui se sont dposes sur
ses flancs.

Poursuivie par cette voie beaucoup plus sre mais trs laborieuse, la
classification historique des montagnes n'est encore connue que trs
imparfaitement, et seulement pour une partie de l'hmisphre boral.
Dj, cependant, il s'en dgage quelques rsultats simples et
remarquables.

Les montagnes qui attirent le plus les regards, qui ont le relief le
plus nergique, sont les plus jeunes. Ce sont celles que l'rosion a eu
le moins le temps d'aplanir. Elles rsultent d'un effort orognique qui
peut remonter trs haut, mais a pris seulement son caractre actuel  la
fin de l'poque tertiaire. Les chanes de l'Atlas, de la Cordillre
Btique, des Pyrnes, des Alpes, des Carpathes, des Balkans, de la
Crime, du Caucase, de l'Afghanistan, de l'Himalaya sont un contre-coup
de l'effondrement des fosses mditerranennes. Dans le dernier
remaniement des Alpes, datant de la fin des temps tertiaires, la
Mditerrane a t souleve et rduite  une srie de cuvettes
saumtres. Plus tard elle s'est reconstitue par des effondrements
successifs. La mer ge, la mer Noire, la mer Morte termineraient la
liste. Toutefois, d'aprs le professeur Suess, on n'est en droit de
faire rentrer dans les temps historiques aucun changement important des
lignes de rivage, imputable  une cause interne.

Le mouvement qui a donn naissance au systme alpin a t prcd de
quatre autres mouvements analogues qui ont fait apparatre
respectivement les chanes pyrnenne, hercynienne, caldonienne et
huronienne. L'ordre d'anciennet est aussi celui des latitudes
croissantes, en sorte que la tendance au ridement se serait propage,
avec des intervalles de repos, du ple vers l'quateur. La chane
huronienne, la plus ancienne, traverse des contres presque aplanies
aujourd'hui, mais o se rencontrent communment des affleurements de
couches dniveles ou renverses.

Nous devons accorder une attention particulire aux ingalits du relief
terrestre qui ne rsultent pas de plissements. Ces formes monoclinales,
exceptionnelles dans les montagnes d'Europe, ont t surtout signales
sur le territoire amricain. Ce sont des blocs circonscrits par une
cassure et qui s'inclinent et se dversent quand l'appui vient  leur
manquer. Ou bien ils se sont effondrs tout d'une pice, ou bien au
contraire ils sont demeurs en retard sur l'affaissement des parties
voisines. Les montagnes de cette classe ne s'alignent point le long des
rivages, prsentent toujours un caractre isol et ne constituent pas de
chanes. Relativement rares sur la Terre, elles sont au contraire
dominantes sur la Lune, et ce rapprochement nous autorise  penser que
le plissement de l'corce n'est dans l'volution d'une plante qu'un
phnomne contingent et transitoire. C'est un sujet sur lequel nous
aurons  revenir au chapitre X de ce livre.




CHAPITRE VI.

LA STRUCTURE INTERNE D'APRS LES DONNES
DE LA MCANIQUE CLESTE ET DE LA PHYSIQUE.


L'corce terrestre n'est accessible  l'observation directe que sur une
paisseur bien limite. Mais le calcul peut tre dans cette voie un
auxiliaire utile, ne ft-ce qu'en montrant l'improbabilit ou
l'impossibilit de certaines hypothses.

Ainsi que nous l'avons vu au chapitre III, Clairaut a donn le moyen
d'tudier la constitution d'un ellipsode htrogne dont toutes les
parties s'attirent mutuellement et  l'intrieur duquel les surfaces
d'gale densit sont des ellipsodes tous de rvolution et anims d'un
mouvement de rotation uniforme autour d'un mme axe.

En particulier la variation des aplatissements avec la profondeur peut
tre dtermine par le calcul si l'on se donne la densit [Grec Rho] en
fonction du demi grand axe _a_.

douard Roche, Lipschitz, M. Maurice Lvy ont indiqu diverses formes de
[Grec Rho] en fonction de _a_ pour lesquelles l'quation diffrentielle
de Clairaut devient intgrable. Pour dterminer les paramtres qui
figurent dans la relation choisie, et les constantes introduites par
l'intgration, on dispose de donnes d'origine diverse, en nombre
surabondant. Il s'agit de reprsenter le mieux possible les mesures
godsiques, les mesures de pesanteur  la surface, les indications
fournies par les phnomnes de prcession et de nutation, par les
ingalits du mouvement de la Lune.

Si l'on s'attache en particulier  la valeur de l'aplatissement
superficiel, les mesures godsiques donnent en moyenne, comme nous
l'avons vu, 1/293,5, les observations pendulaires 1/298. La mcanique
cleste parat rclamer un aplatissement intermdiaire. On a dvelopp
la thorie mathmatique du mouvement de la Terre autour de son centre de
gravit en admettant que le globe est solide et que son ellipsode
central d'inertie est de rvolution. A et C tant les moments
principaux, les phnomnes de prcession et de nutation donnent, sans
autre hypothse sur la constitution intrieure,

(A - C)/C = 1/305,6.

Or, si l'on introduit ce nombre dans les formules fondes sur la thorie
de Clairaut, on trouve toujours pour l'aplatissement superficiel une
valeur plus faible que celle qui rsulte soit des mesures godsiques,
soit des observations du pendule. Pendant quelque temps on a pu croire
que l'on viterait cette contradiction par un meilleur choix des
paramtres introduits pour exprimer [Grec Rho] en fonction de _a_. M.
Poincar a dmontr que cet espoir devait tre abandonn. Quelle que
soit la loi des densits  l'intrieur de la Terre suppose fluide,
pourvu que cette densit aille toujours en croissant de la surface au
centre, il est impossible de reprsenter la valeur 1/305,6 du rapport
(A-C)/C qui rsulte de la thorie du mouvement de la Terre et des
observations,  moins d'adopter pour l'aplatissement superficiel une
valeur infrieure  1/297,3.

douard Roche, considrant la contradiction comme bien tablie, en
tirait la conclusion que l'intrieur de la Terre ne pouvait pas tre
liquide. A notre avis cette consquence est au moins prmature, et cela
pour deux raisons: d'abord les mesures godsiques ne sont ni assez
multiplies ni assez concordantes pour permettre d'affirmer que
l'aplatissement est suprieur  1/297,3. En second lieu l'intrieur du
globe peut tre liquide sans pour cela satisfaire aux conditions qui
servent de base  la thorie de Clairaut.

On sait que c'est la prsence du renflement quatorial de la Terre qui
donne lieu aux phnomnes de prcession et de nutation. La mme
irrgularit de forme entrane dans le mouvement de la Lune des
ingalits priodiques, dont l'observation peut conduire  la valeur de
l'aplatissement. Ces ingalits ont t soumises au calcul par Laplace,
par Hansen, et plus rcemment (1884) par M. Hill. Deux seulement d'entre
elles ont quelque importance. L'une, portant sur la longitude, a pour
priode 18 ans 2/3. La seconde, affectant la latitude, a pour priode un
mois lunaire et se dtermine plus aisment par l'observation. De ce
fait, la variation de la latitude, en plus ou en moins, s'lve  8",38.
Une petite fraction de ce chiffre est due  l'action des plantes, mais
on peut l'valuer sparment. Faye, en discutant un ensemble important
d'observations de la Lune faites  Greenwich, a trouv ainsi pour
l'aplatissement terrestre 1/293,6. Un groupe encore plus tendu a donn
 M. Helmert 1/(297,8  2,2). L'approximation n'est pas trs leve,
mais elle est destine  s'amliorer avec le temps, et cette mthode
prsente, relativement  la godsie et aux observations pendulaires, le
mrite de donner un aplatissement moyen, affranchi des irrgularits
locales.

En revanche les dterminations astronomiques de latitude et de
longitude, combines soit avec les mesures d'arc, soit avec les mesures
de pesanteur, permettent, au moins en thorie, de construire une
reprsentation fidle du gode. La mcanique cleste n'lve pas cette
prtention. Doit-on se flatter qu'elle fera connatre la structure
interne, c'est--dire la loi de la densit en fonction de la profondeur?
Cet espoir serait galement vain, d'aprs le thorme suivant, dont la
dmonstration est due  Stokes:

_Le potentiel relatif  l'attraction exerce sur un point extrieur par
une plante tournant d'un mouvement uniforme autour d'un axe fixe et
dont la surface libre, suppose connue, est en mme temps surface de
niveau, ne dpend pas de la constitution interne._

Pour bien comprendre la porte de ce thorme, il faut remarquer que
l'on peut modifier la constitution interne, et mme d'une infinit de
manires, sans que la surface extrieure soit change, et cesse d'tre
une surface de niveau. Si donc on trouve, en respectant les hypothses
de Clairaut, une loi de densit en fonction de la profondeur qui mette
d'accord toutes les mesures de la pesanteur faites  la surface, il ne
s'ensuivra pas que la structure intrieure admise soit la vraie. Les
pesanteurs observes seraient les mmes avec une distribution tout autre
des mmes matriaux. La mme indtermination se prsente si l'on prend
pour point de dpart l'action observe du renflement quatorial de la
Terre sur les corps clestes.

Dans l'opinion des meilleurs juges, aucune des trois voies suivies pour
calculer l'aplatissement ne le donne avec assez de prcision pour que
l'on puisse affirmer qu'il y a dsaccord entre elles. Si jamais la
contradiction venait  tre tablie, la doctrine de la fluidit interne
ne serait pas pour cela condamne. On pourrait tout aussi bien renoncer
 l'une des hypothses de Clairaut, par exemple cesser de regarder les
surfaces d'gale densit comme des ellipsodes, ou ne plus leur
attribuer  toutes une mme vitesse de rotation. M. Hamy a d'ailleurs
dmontr que la ralisation simultane et rigoureuse de toutes ces
conditions donnerait lieu  un paradoxe mathmatique.

Mais, si l'on ne remplace pas les hypothses de Clairaut par d'autres
tout aussi arbitraires, l'indtermination du problme devient excessive
et le calcul plus pineux. La seule tentative pousse un peu loin pour
dvelopper en dehors de ces hypothses la thorie de l'attraction du
globe terrestre est due  Laplace et lui a fourni la matire de beaux
dveloppements mathmatiques. Mais l'application concrte de ces
dveloppements donne lieu  des difficults, et la convergence des
sries n'est pas assure dans tous les cas. En particulier Laplace s'est
demand si l'on ne pourrait pas reprsenter les faits en admettant que
la Terre est forme d'une seule substance, dont la densit crotrait
avec la pression suivant une loi simple. Il renonce  l'hypothse que
les surfaces de niveau soient des ellipsodes, et admet seulement
qu'elles diffrent peu d'une sphre. On arrive ainsi  reprsenter
passablement les observations, avec un coefficient de compressibilit
admissible. Toutefois, ce que l'on sait de la diversit des matriaux de
l'corce terrestre ne permet gure d'esprer que cette thorie
corresponde de prs  la ralit.

De mme que les mesures d'arc de mridien, les observations du pendule
deviennent plus instructives si on leur demande non pas seulement la
dfinition gomtrique approche de la surface terrestre, mais
l'indication des irrgularits locales.

De longue date, on s'est aperu que la partie variable de la pesanteur
n'est pas proportionnelle au carr du sinus de la latitude. L'cart peut
tre attribu  une rduction dfectueuse. Sans parler des difficults
cres par la rsistance de l'air et celle des supports, on n'observe
pas le pendule sur l'ellipsode de rvolution ni mme sur le gode,
mais  une certaine altitude. De l rsultent trois effets
perturbateurs:

1 loignement plus grand du centre de la Terre;

2 augmentation de la force centrifuge; 3 attraction du massif
saillant, s'ajoutant  celle du globe. Les deux premiers effets tendent
 diminuer la pesanteur apparente, le troisime  l'accrotre.

Le dernier terme est le plus important et le plus difficile  calculer.
On l'value par une formule due  Bouguer et qui suppose la masse
continentale ou la montagne simplement ajoute au gode. Il est
remarquable que la pesanteur ainsi calcule est toujours trop forte. On
obtiendrait, en gnral, un meilleur rsultat en appliquant les deux
premires corrections et ngligeant la troisime. C'est ce que Faye a
propos de faire dans tous les cas. Il y aurait, d'aprs lui, une
anomalie de structure interne qui ferait quilibre  l'attraction des
montagnes.

De mme, la pesanteur est le plus souvent, dans les petites les, en
excs sur le chiffre que la latitude fait prvoir. Cet excs deviendrait
encore plus marqu si l'on tenait compte de ce que la mer environnante
remplace dans le gode des matires plus denses.

Enfin, il est  prvoir que, si l'on mesure la latitude successivement
au nord et au sud d'une montagne, le changement sera plus fort que celui
qui rpond au chemin parcouru sur le mridien. La verticale est, des
deux cts, dvie vers la montagne par l'attraction de celle-ci. Mais,
quand on calcule cette dviation d'aprs la densit probable des
matriaux qui forment la montagne, on trouve ordinairement un chiffre
plus fort que l'effet observ.

Bouguer, qui a mis le premier ce fait en vidence par des mesures de
latitude excutes de part et d'autre du Chimborazo, tait conduit 
attribuer  la montagne une densit trs faible et invraisemblable. Il
lui semblait, d'aprs cela, qu'il devait exister  l'intrieur de vastes
cavits. Cette opinion n'est pas confirme par les tudes
stratigraphiques. Les couches se retrouvent rgulires et continues d'un
versant  l'autre et les coupes naturelles pratiques par l'rosion ne
rvlent pas les cavits dont il s'agit. Le fait mme, quoique frquent,
n'est pas universel. Les Alpes, l'Himalaya, le manifestent  un haut
degr, mais dans le Caucase, d'aprs le gnral Stebnitsky, les
dviations de la verticale sont passablement expliques par l'attraction
des masses visibles.

Airy a mis, en 1855, l'ide que les montagnes possdent en quelque
sorte des racines. Chacune d'elles est porte par un prolongement
souterrain formant flotteur, proportionn  son importance et tenant la
place du liquide plus dense dans lequel il plonge. Toute excroissance de
l'corce serait ainsi compense par un dfaut de densit, d'o
rsulterait une diminution de la pesanteur. Cette compensation, suppose
gnrale, raliserait le principe de l'isostase, c'est--dire l'galit
des pressions au centre sur diffrentes colonnes partant de la surface.

Il semble qu'un pas reste  franchir pour expliquer comment aucun
dficit de pesanteur n'apparat dans les les et sur la mer. Faye a
tent de le faire en introduisant la considration de la temprature des
eaux marines. Le fond des ocans, sous toutes les latitudes, est  une
temprature voisine de celle de la glace fondante. Au mme niveau, sous
les continents, la temprature atteint ou dpasse 100. Il y a donc
discordance entre les surfaces de niveau et les isothermes. Sous les
parties occupes par la mer, la solidification marche plus vite et s'est
propage  une profondeur plus grande. Or, beaucoup de roches augmentent
de densit, quand elles se solidifient, aprs fusion. Il y a donc sous
les mers excs de densit, par suite excs d'attraction, ou tout au
moins compensation approche  la faible densit de l'eau.

Les gologues sont demeurs, en gnral, sceptiques en ce qui concerne
l'efficacit de la cause invoque par Faye. La conductibilit des roches
pour la chaleur est si faible que l'action de la mer, pour accrotre
l'paisseur de l'corce, semble devoir tre insignifiante ou limite 
une courte priode. D'ailleurs, si le gain de densit qui accompagne la
solidification est sensible pour certaines substances minrales, il est
nul ou mme ngatif pour beaucoup d'autres, notamment pour le fer, dont
le rle dans la composition du globe terrestre semble considrable. A
mettre les choses au mieux, la plus grande paisseur de l'corce sous
les mers ne supplerait pas  l'insuffisante attraction de la couche
liquide.

Il y a donc lieu, ainsi que l'a propos M. Le Conte, de renverser la
relation de cause  effet. Ce n'est pas la prsence de l'eau qui
augmente la densit des couches sous-jacentes; c'est, au contraire, la
forte densit initiale de ces mmes rgions qui a dtermin leur
affaissement, et en a fait des lits tout prpars pour les ocans
futurs. Il est bien vrai que l'quilibre isostatique ainsi ralis aura
t troubl par l'accumulation de l'eau; mais il aura pu tre rtabli
par un affaissement ultrieur; et cette vue prend une certaine
consistance en prsence du fait, aujourd'hui avr, que les fosses
ocaniques correspondent  des rgions instables et sont le centre
habituel des grands branlements sismiques.

Quel que soit le mcanisme de la compensation, elle est ralise avec
une approximation remarquable. Non seulement la surface des mers
s'carte peu, au voisinage des ctes, de l'ellipsode de rvolution,
mais l'intensit de la pesanteur garde au milieu mme de l'ocan des
valeurs tout  fait normales, au lieu d'tre en dficit comme elle
devrait l'tre s'il y avait indpendance entre l'altitude et la densit
de la crote. Ce dernier rsultat est fond sur les recherches du Dr
Hecker, qui est parvenu rcemment  obtenir des mesures prcises de la
pesanteur en pleine mer[9]. On n'utilise point pour cela les
observations du pendule, qui sont impraticables  bord des navires. On
leur substitue l'observation simultane du point d'bullition de l'eau
et de la colonne baromtrique. La premire lecture donne, en effet, pour
la pression atmosphrique une valeur indpendante de l'attraction
terrestre, au lieu que la seconde en est affecte, et, de leur
comparaison, il est possible de dduire l'intensit de la pesanteur.

[Note 9: _Helmert_, _Dr Heckers Bestimmung der Schwerkraft auf dem
Atlantischen Ocean_. Berlin, 1902.]

M. Helmert, qui a discut les observations du Dr Hecker, est aussi
l'auteur d'une mthode remarquable, dite _mthode de condensation_, pour
rduire  un niveau uniforme les observations du pendule. Le principe de
ses calculs est l'introduction d'une surface fictive S parallle au
gode et s'en cartant partout de 21km, de manire  laisser 
l'extrieur toutes les fosses ocaniques. On rduit les observations du
pendule aux points correspondants de la surface S, suivant la verticale,
d'aprs la connaissance que l'on possde de l'altitude et de la
constitution gologique aux environs de chaque station. On vite ainsi
les difficults de calcul qui se prsentent quand on prend pour surface
de comparaison le gode, et qui tiennent au dfaut de convergence des
sries. M. Helmert trouve ainsi, en appelant [Grec Psi] la latitude
gographique, _l_ la longueur du pendule  secondes, _g_ l'acclration
due  la pesanteur, [Grec Epsilon] l'aplatissement:

_l_ = 0m,990918 (1 + 0,005310 sin [Grec Psi]),

_g_ = 9m,7800 (1 + 0,005310 sin [Grec Psi]),

[Grec Epsilon] = 1/(299,26  1,26).

On voit par ce dernier chiffre que la mthode suivie accrot la
divergence entre les mesures godsiques et les observations du pendule,
mais tablit un accord suffisant entre celles-ci et les inductions
tires de la mcanique cleste et des hypothses de Clairaut.

Enfin, des tudes rcentes poursuivies par le service godsique des
tats-Unis jettent du jour sur une question subsidiaire mais
intressante. Lorsque les montagnes voient se modifier,  la longue,
leur forme et leur altitude, un mouvement partiel, dans le sens
vertical, est rclam pour le rajustement isostatique. Bien des failles
ou ruptures semblent effectivement dues  cette cause; mais leur
production est retarde par la cohsion des matriaux, et il subsistera
des anomalies locales. Effectivement, les massifs montagneux tudis en
Amrique accusent chacun un dficit gnral de pesanteur, si l'on ne
tient pas compte de leurs racines probables. Mais ce dficit n'atteint
pas son maximum aux sommets les plus levs, comme il devrait arriver si
chaque montagne flottait isolment. Il faut considrer le massif dans
son ensemble comme flottant, mais certains sommets sont dpourvus de
racines propres, et soutenus en partie par la rigidit des parties
voisines, sans que la surcharge ainsi impose  la crote puisse excder
la limite de sa rsistance.




CHAPITRE VII.

LA STRUCTURE INTERNE D'APRS LES DONNES
DE L'ASTRONOMIE ET DE LA GOLOGIE.


Les _Principes de Philosophie_ de Descartes, publis  Amsterdam en
1644, renferment, au sujet de l'tat intrieur du globe terrestre, la
premire indication qui n'ait pas un caractre de fiction potique ou de
lgende religieuse. Descartes est un adhrent du systme de Copernic. Il
assimile notre globe  ceux que nous voyons flotter dans l'espace et
dont plusieurs sont lumineux par eux-mmes. La Terre, elle aussi, a d
traverser une priode d'incandescence. Elle est un astre teint,
conservant dans son intrieur un feu central. La chaleur observe dans
les mines, les ruptions volcaniques, les filons mtallifres qui
s'insinuent prs de la surface, les dislocations mmes de la crote,
sont pour Descartes autant d'indices de l'tat ign de l'intrieur.

Newton, sans tre aussi explicite, se place au mme point de vue. La
forme sphrodale est,  ses yeux, la manifestation d'un tat
d'quilibre relatif. L'aplatissement polaire est command par les lois
de l'hydrostatique. Pour la facilit du calcul, Newton part de
l'hypothse d'une Terre homogne, mais il ne doute pas que la densit
n'aille en croissant vers le centre. Cela suppose que les lments sont
mobiles et que leur rpartition s'est faite librement. Pour valuer la
densit moyenne du globe compare  celle de l'eau, Newton ne dispose
que de donnes bien incompltes. Il l'estime finalement entre 5 et 6, ce
que nous savons aujourd'hui tre parfaitement exact.

On doit  Bouguer d'avoir indiqu une mthode rationnelle pour arriver
au mme but. Si l'on compare les latitudes observes au nord et au sud
d'une montagne isole, on trouve une diffrence plus grande que celle
qui rpond au chemin parcouru, parce que l'attraction de la montagne
dvie la verticale en deux sens opposs. De la dviation, on dduit le
rapport des masses de la montagne et du globe terrestre. La densit de
la montagne est connue par l'tude des roches qui la composent, son
volume par l'observation de sa forme. On connat, d'autre part, avec une
approximation suffisante, le volume du globe terrestre; on peut donc
calculer sa densit.

Cette mthode ne comporte qu'une faible prcision. La dviation observe
est petite et la densit moyenne de la montagne ordinairement mal
connue. Il y aurait peut-tre une exception  faire en faveur de la
dtermination excute en 1880 par Mendenhall sur le Fusiyama. Ce volcan
clbre du Japon prsente un cne trs rgulier de 3731m de hauteur, et
sa densit moyenne, value  2,12, conduit au chiffre 5,77 pour celle
du globe terrestre. Mais, si la thorie de l'isostase, appuye, comme
nous l'avons vu au chapitre prcdent, par des faits nombreux, est
exacte, toute excroissance un peu forte de l'corce est l'indice d'une
anomalie de la densit dans les couches profondes, et les bases du
calcul deviennent ainsi trs incertaines.

La mme objection s'applique aux consquences que l'on est tent de
tirer de la diminution de la pesanteur observe sur les montagnes. Cette
diminution est plus forte que si l'on supposait la montagne simplement
ajoute au gode, parce que tout massif saillant repose sur une base
souterraine, forme elle-mme de couches de faible densit. Mais,
suivant l'tendue ou l'importance que l'on accorde  ces racines, on est
conduit  des valeurs trs diffrentes pour la densit moyenne du globe
terrestre. Les expriences de Carlini sur le mont Cenis lui ont donn
4,39, chiffre port par les corrections de Schmidt  4,84.

Un troisime procd, qui a l'avantage de s'appliquer dans les rgions
o la constitution de l'corce peut tre prsume normale, consiste 
mesurer la variation de l'intensit de la pesanteur suivant la verticale
quand on s'enfonce dans un puits de mine.

Huygens avait suggr cette exprience ds 1682, dans la pense qu'il en
rsulterait un argument contre le principe de la gravitation universelle
formul trois ans auparavant par Newton. Un corps port au fond d'un
puits ou dans quelque carrire ou mine profonde, dit-il, devrait perdre
beaucoup de sa pesanteur. Mais on n'a pas trouv, que je sache, qu'il en
perde quoi que ce soit.

Huygens a raison, et encore partiellement, si l'on joint  la doctrine
de l'attraction universelle l'hypothse d'une Terre homogne. En ce cas
l'intensit de l'attraction, quand on pntre dans l'intrieur, varie
comme la distance au centre. Il en est autrement si l'on suppose la
Terre htrogne et les matriaux les plus compacts rassembls dans les
couches profondes. Il se peut trs bien alors que la gravitation
s'accentue, et c'est en effet ce qui arrive, mais on ne doit point
s'attendre  ce que la variation soit rapide. Ainsi dans l'hypothse de
Roche, choisie surtout en vue de rendre facilement intgrable l'quation
de Clairaut, la pesanteur augmente jusqu' une profondeur gale  1/7 du
rayon. Le maximum atteint surpasse de 1/20 la pesanteur  la surface.

Dans cet ordre d'ides le travail exprimental qui semble mriter le
plus de confiance est celui de M. de Sterneck. Des pendules ont t
disposs  des profondeurs diverses dans un puits de mine  Przibram,
jusqu' 1000m au-dessous du sol. La pesanteur augmente d'une manire
sensible. On en dduit le rapport [Grec Rho]/[Grec Delta] de la densit
superficielle  la densit moyenne, mais la densit superficielle
elle-mme n'est pas connue avec la prcision dsirable. On a trouv pour
[Grec Delta] des valeurs comprises entre 5,01 et 6,28.

La moyenne de ces nombres s'accorde bien avec le rsultat d'expriences
physiques qui semblent plus susceptibles d'exactitude. Une petite masse
mtallique suspendue  un fil fin, sans torsion, prend une certaine
position d'quilibre sous l'influence de l'attraction terrestre. On en
approche une grosse sphre de mtal: la position d'quilibre est
modifie. De l'tude des oscillations qui se produisent dans les deux
cas autour de la position d'quilibre on dduit le rapport des
attractions et, comme on connat le rapport des distances, on peut
calculer le rapport des masses.

La premire application de cette mthode a t faite par Cavendish en
1797. Depuis l'exprience a t reprise avec une recherche de prcision
plus grande par divers physiciens, notamment par Cornu et Baille. On
adopte gnralement 5,6 comme densit moyenne conclue de ces recherches,
sans pouvoir rpondre de la dcimale suivante.

Quand on pntre dans l'intrieur de la Terre, l'accroissement de
temprature est encore plus ais  constater que celui de la pesanteur.
On ne peut naturellement lui assigner un taux rgulier ni dans une
couche superficielle de quelques mtres, soumise aux variations
annuelles, ni dans les rgions o abondent les manations volcaniques et
les sources thermales. Quand on se place en dehors de ces influences
perturbatrices, on observe toujours un chauffement et l'on est conduit
 dfinir un _degr gothermique_, c'est--dire le nombre de mtres dont
il faut s'enfoncer dans le sol pour voir monter d'un degr le
thermomtre centigrade.

En moyenne le degr gothermique est de 40m mais il y a des anomalies
locales et l'on peut citer des chiffres compris entre 86m et 15m. Les
faibles valeurs (15m  25m) se rencontrent surtout dans les mines de
houille. Les surfaces isothermes se relvent sous les montagnes, mais
moins que le sol lui-mme, et moins encore sous les massifs levs,
habituellement couverts de neige ou de glace. Le degr gothermique
augmente quelque peu avec la profondeur, d'o la consquence probable
que la temprature tend vers une valeur  peu prs constante et subit,
quand on marche en sens contraire, l'influence rfrigrante du milieu
ambiant.

Divers savants ont tent d'interprter autrement une srie d'expriences
faites au Sperenberg, prs de Berlin, et pousse jusqu' 1260m de
profondeur. La plus grande partie du sondage traversait une couche de
sel gemme. Des tempratures observes, M. Dunker a conclu la formule

T = 7,10 + 0,01299s-0,000001258s,

o T est la temprature en degrs centigrades, s la profondeur en pieds.
Si l'on appliquait cette formule sans restriction, l'on trouverait 
1621m de la surface un maximum de 50,9 et au centre de la Terre une
temprature extrmement basse. Sans aller jusque-l, Mohr, Cari Vogt ont
mis l'opinion que les expriences du Sperenberg condamnaient la
croyance au feu central. Mais cette conclusion n'est nullement fonde.
Le coefficient du terme en s est trs incertain, et les observations
seraient tout aussi bien reprsentes par une formule  quatre termes,
o le coefficient du terme en s serait positif. L'existence mme d'un
maximum  1621m, conclue par extrapolation, est nettement dmentie par
deux expriences plus rcentes, dont les rsultats sont rsums dans le
Tableau suivant:

                              Plus grande                   Degr
                              profondeur     Temprature    gothermique
Localit.                     atteinte       extrme        moyen
Schladebach (Saxe prussienne)   1716m          56           35m,7
Paruschowitz (Haute-Silsie)    2003m          69,3         34m

Il n'y a donc pas de raison srieuse pour douter que l'intrieur de
notre globe soit trs chaud. Si la temprature tend  crotre plus
lentement avec la profondeur, ce n'est pas qu'elle soit destine 
diminuer plus loin: cela manifeste seulement l'influence rfrigrante de
l'espace externe.

Thomson et Tait ont cherch  se rendre compte du mode de rpartition
des tempratures dans l'hypothse de la fluidit totale. Une galit
approximative a d se produire dans toute la masse. Les parties denses,
accumules au centre, sont mieux dfendues du refroidissement. Mais,
d'autre part, en devenant plus chaudes, elles perdent leur excs de
densit et sont ramenes vers la surface. Il y a ainsi un brassage qui
tend  rendre la temprature uniforme. Mais, ds qu'une crote
superficielle est forme, cette crote est soustraite au mlange.
Rayonnant vers les espaces clestes, elle emprunte de la chaleur aux
couches infrieures et le refroidissement progresse ainsi vers le centre
avec une extrme lenteur. Si l'on admet une temprature initiale de 4000
degrs, on trouve aprs 100 millions d'annes un degr gothermique
croissant jusqu' 30km de profondeur, puis en dcroissance lente vers le
centre.

La valeur actuelle du degr gothermique semble indiquer que la
solidification superficielle ne remonte pas si haut dans le pass.
D'aprs Lord Kelvin il a d s'couler, depuis que la surface est devenue
solide, 10 millions d'annes au moins, 100 millions au plus. Le premier
chiffre parat plus voisin de la vrit que le second. Si la crote
tait plus moderne, l'influence de la chaleur interne sur la temprature
de la surface serait plus sensible. Si la crote tait plus ancienne,
l'chauffement avec la profondeur serait plus lent.

Mme avec des limites aussi largement cartes, cette valuation
prsente un grand intrt, en ce qu'elle assigne une limite suprieure 
la dure des phnomnes gologiques. Mais des objections srieuses ont
t faites  la thorie de Lord Kelvin. Elle suppose que, une fois la
premire crote forme, la chaleur n'arrive plus  la surface que par
conductibilit. Or les panchements de lave, les missions gazeuses, les
sources thermales sont pour la chaleur interne des agents trs actifs de
dperdition, et devaient l'tre encore plus quand l'corce tait mince.
Les bases du calcul sont par suite trs incertaines.

Une fois que la crote est devenue assez paisse pour mettre obstacle
aux panchements venus de l'intrieur, le refroidissement de la surface
suit une marche rapide  cause de la mauvaise conductibilit des roches.
Ds  prsent, pour le globe terrestre, on peut dire que la temprature
superficielle est maintenue seulement par la radiation solaire et, dans
une trs faible mesure, par la chaleur interne. L'tat final d'quilibre
est subordonn  la composition de l'atmosphre et  sa capacit pour
absorber les radiations obscures.

_Impossibilit prtendue d'une corce solide._--On a soutenu qu' aucun
moment une corce solide n'avait pu se former. La plupart des roches
augmentent un peu de densit quand elles passent  l'tat solide. Elles
ne peuvent donc pas, comme des blocs de glace, nager sur le liquide qui
a form les scories. Elles doivent plonger, s'accumuler,  ce que l'on
suppose, vers le centre, de telle sorte que la solidification progresse
lentement du centre  la surface.

Cet argument est sans force, parce qu'il ne tient pas compte de la
diversit des matriaux qui composent la Terre. Plusieurs minraux,
parmi ceux qui jouent un rle important dans la composition du globe, se
dilatent en se solidifiant, comme la glace. Le fer notamment est dans ce
cas. Nous avons l dj les lments d'une crote destine  se
maintenir. De plus les matriaux du globe fluide ne peuvent manquer de
se superposer  peu prs par ordre de densit dcroissante. Les scories
formes ne peuvent plonger sans rencontrer bientt une couche de
composition diffrente dont la densit surpasse la leur, et le mouvement
de descente se trouve arrt. C'est, en dfinitive, la couche
superficielle qui se solidifie d'abord.

_Impossibilit actuelle d'un noyau solide._--La marche rgulire du
degr gothermique rend trs probable l'existence, dans l'intrieur du
globe terrestre, d'une temprature capable de fondre tous les minraux
connus.

Il se peut, d'autre part, que, pour certains de ces minraux, la
pression croissante soit un obstacle  la fusion. L'augmentation de la
temprature avec la profondeur peut se ralentir. L'augmentation de la
pression ne le peut pas. On trouve qu'elle doit atteindre, au centre de
la Terre, 1700000 atmosphres dans l'hypothse de l'homognit, 3
millions d'atmosphres dans une hypothse assez vraisemblable sur
l'accroissement de la densit avec la profondeur.

Sous de pareilles pressions, il est certain que tous les solides
s'crasent et se pulvrisent. Mme l'acier le plus fin ne rsiste gure
au del de 1000km. Il n'y a donc pas  compter sur la rigidit des
matriaux pour maintenir  la Terre sa figure, pour s'opposer aux
dformations que les forces extrieures tendent  produire.

Cette tendance existe, les mares ocaniques en fournissent la preuve.
La Terre est dfendue contre elle non par la tnacit de ces matriaux,
mais par leur viscosit qui les rend insensibles aux sollicitations
extrieures quand celles-ci changent frquemment de sens.

Les normes pressions qui rgnent  l'intrieur du globe ne permettent
pas aux mtaux ni  leurs composs de passer  l'tat de fluides
parfaits. Cela est particulirement applicable aux substances qui, 
l'inverse de la glace, se dilatent par la fusion. Le Dr Barus a fait 
ce sujet des expriences intressantes sur les roches qui, en fondant,
deviennent pteuses. Il a trouv qu'un accroissement de 200atm par degr
centigrade maintient la viscosit constante (KING and BARUS, _Amer.
Journal of Science_, Vol. XLV, 1893).

L'intrieur du globe terrestre, ne pouvant tre ni rigide ni
parfaitement fluide, affecte sans doute un tat visqueux, impossible 
raliser dans nos laboratoires faute de pressions suffisantes et dans
lequel les frottements intrieurs jouent un rle trs important, en
raison du rapprochement des molcules.

Des indications suggestives sont fournies  ce sujet par diverses
recherches modernes. Le colonel Burrard, tudiant les variations de la
pesanteur dans l'Inde, trouve que les anomalies de la densit cessent
d'tre sensibles vers 40km ou 50km de profondeur. Les normes pressions
qui rgnent dans cette zone amneraient les lments chimiques les plus
divers  un degr de densit presque uniforme, et l'on comprend ainsi
que les mtaux lourds puissent tre injects dans les filons jusque prs
de la surface, au lieu d'tre relgus dans les couches lointaines.

L'tude de la propagation des tremblements de terre, faite par le
professeur Milne, lui a montr que les secousses sismiques se propagent
par l'intrieur du globe plus rapidement que par l'corce. C'est ainsi
que l'branlement dsastreux qui a dtruit en 1905 la ville de
San-Francisco est parvenu  Edimbourg en sept minutes. Les couches
profondes transmettent donc les vibrations comme le ferait une matire
trs lastique, trs dense, trs homogne, ce qui ne veut pas dire
qu'elles aient toutes les proprits d'un mtal  la temprature
ordinaire.

_Raisons mathmatiques invoques contre l'existence actuelle d'une
corce mince._--Le degr gothermique constat semble devoir amener
l'tat liquide  40km ou 50km de profondeur. L'crasement des solides
par la pression se produirait plus vite encore. La presque totalit de
la matire du globe terrestre est donc dnue de rigidit.

Il se trouve cependant que la thorie du mouvement de la Terre autour de
son centre de gravit, thorie dveloppe par les gomtres en supposant
la Terre rigide, donne une reprsentation satisfaisante des phnomnes
de prcession et de nutation, ainsi que de la grandeur des mares.

Les mathmaticiens qui ont fond cette doctrine n'y ont point vu de
difficult. Ainsi Laplace dit: Les phnomnes de la prcession et de la
nutation sont exactement les mmes que si la mer formait une masse
solide avec le sphrode qu'elle recouvre (_Mcanique cleste_, Livre
V). Poisson exprime la mme opinion: Les tremblements de terre, les
explosions volcaniques, le souffle du vent contre les ctes, les
frottements et la pression de la mer sur la partie solide du sphrode
terrestre, rpondant  des actions mutuelles des parties du systme,
n'influent pas sur la dure du jour. (_Mcanique_, t. II, p. 461).

Depuis, on a tent de reprendre la thorie sans supposer au dbut la
Terre solide, et les objections ont surgi. Ainsi Hopkins (_Philosophical
Transactions_, 1839) trouve qu'une corce dont l'paisseur ne serait pas
au moins le quart ou le cinquime du rayon devrait se gonfler et
s'affaisser priodiquement, dans une mesure qui ne pourrait chapper 
l'observation.

Lord Kelvin (_Phil. Trans._, 1863) estime que, si la plus grande partie
de la Terre n'tait pas solide, les phnomnes de prcession et de
nutation auraient des priodes diffrentes de celles que l'on observe.
De plus, les mares ne se manifesteraient pas, la mme dformation
s'imposant simultanment  l'eau de la mer et  l'corce terrestre
suppose mince.

Dans un crit ultrieur, Lord Kelvin abandonne l'argument tir de la
prcession et de la nutation et ne retient que celui qui se fonde sur la
thorie des mares.

M. G.-H. Darwin (_Phil. Trans._, 1882) trouve qu'une corce moins
paisse que le cinquime du rayon ou moins rigide que l'acier ne
pourrait ni rsister aux oscillations du fluide intrieur, ni supporter
sans flchir le poids des massifs montagneux. Le calcul lui indique
aussi qu'un sphrode en majeure partie liquide serait sujet  une
variation priodique dans la dure de rotation. Cette variation ne
pourrait manquer de se rpercuter en apparence sur la priode des
phnomnes astronomiques.

Quel que soit le mrite mathmatique de ces travaux, il est extrmement
probable que la manire dont on a introduit la viscosit du liquide
interne dans les calculs n'est pas conforme  la ralit. Nous ne savons
pas ce que peut tre le frottement intrieur dans un liquide soumis 
d'aussi fortes pressions. Dj l'eau de la mer ne suit l'attraction du
Soleil et de la Lune qu'avec une lenteur manifeste. C'est ainsi que
l'heure de la haute mer prsente, par rapport au passage de la Lune au
mridien, un retard variable, mais qui atteint communment plusieurs
heures. Ce retard ne peut manquer d'tre encore plus grand dans le cas
du fluide interne; et, comme les forces attractives changent de sens en
peu d'heures, par suite du mouvement diurne, le fluide n'a plus le temps
de se dformer ou de ragir sur l'corce. Il ne fait qu'osciller trs
faiblement autour d'une figure d'quilibre moyenne ou subir une
circulation rgulire.

De mme la surcharge impose par les montagnes cessera de paratre
excessive si l'on introduit la notion de l'htrognit du Globe
terrestre. Il suffit d'admettre, comme Airy l'avait dj indiqu, que
les montagnes se prolongent, au-dessous du niveau moyen des plaines, par
des racines moins denses que l'ensemble de la crote. Elles sont alors
soutenues  la manire des corps flottants, sans faire aucunement appel
 la tnacit des parties voisines.


_Arguments de fait en faveur de l'existence d'une corce mince._--Une
premire prsomption,  l'appui de la mobilit interne du Globe
terrestre, rsulte des petites variations constates dans les latitudes
gographiques. L'axe principal d'inertie, qui concide  peu prs avec
l'axe de rotation, n'est pas fixe  la surface du Globe, comme il
devrait l'tre si celui-ci tait solide. D'aprs les travaux du Service
international (_Bull. Astr._, t. XVIII, p. 280), l'amplitude de
l'oscillation du ple a atteint 0",20 de 1895  1897, elle est retombe
 0",13 en 1899,  0",08 en 1900. Ces rsultats sont fournis par
l'ensemble des six stations distribues sur le parallle de 39. Il y a
une priode annuelle, complique d'une priode de 430 jours. Cette
dernire a t dcouverte exprimentalement par M. Chandler, qui lui
attribuait  l'origine une amplitude de 0",13. On a tent sans succs
d'expliquer ces dplacements par des transports de matriaux  la
surface du Globe (rosion et charriage par les fleuves, drive des
glaces polaires, desschements de mers intrieures). On pourrait plutt
en rendre compte par une variation de l'influence magntique du Soleil,
comme l'a propos le Dr Halm, ou comme contre-coup d'une action
mtorologique. Ainsi un changement de pression reprsent par 0m,008 de
mercure correspondrait  une variation de 0m,10 du niveau de l'Ocan. Si
ce changement se produisait  la fois sur la dixime partie de la
surface de la Terre, il pourrait en rsulter un dplacement de 0",16
dans la direction d'un axe principal d'inertie du Globe. Mais ni le
baromtre, ni l'aiguille aimante, ni l'activit solaire ne montrent la
mme priodicit que les latitudes.

[Illustration: Fig. 20. Marche du ple terrestre  la surface du Globe
pendant un intervalle de cinq annes, d'aprs les documents du Service
international des Latitudes (_Astronomische Nachrichten_, n 4017). La
courbe est comprise  l'intrieur d'un carr de 0",50 ou 15m de ct.]

Au contraire, la fluctuation des latitudes peut trs bien tre regarde
comme une consquence de la circulation du fluide interne, sans mares
visibles. M. Volterra a dmontr (_Acta Matematica_, 1899) que toute
anomalie prsente par la rotation libre d'un corps peut tre explique
par des mouvements internes qui ne changent ni la forme, ni l'intensit
de l'attraction  l'extrieur. La variation des latitudes est donc en
faveur d'un tat fluide ou tout au moins visqueux de l'intrieur du
Globe, tat compatible avec une circulation rgulire. Il est beaucoup
plus difficile d'en rendre compte si toute la masse du Globe est solide.

La distribution des volcans sur tout le contour de l'Ocan Pacifique,
sur l'axe de l'Atlantique, sur la ligne des fosses mditerranennes,
l'ampleur et la gnralit des ruptions, l'activit indfinie de
certains orifices, le retour simultan de l'effervescence, souvent
constat dans tous les volcans d'une mme rgion, montrent que
l'ensemble des volcans doit s'alimenter  un rservoir commun. Il est
inadmissible d'installer, comme ont voulu le faire certains gologues,
une poche de lave distincte sous chaque montagne ruptive.

D'aprs cela, l'on doit conclure qu' une distance relativement faible
de la surface, les matires se prsentent  l'tat fluide, ou repassent
facilement  l'tat fluide ds qu'une communication est tablie avec le
dehors, de manire  permettre un abaissement de pression. Les
infiltrations de la mer ou des eaux douces ne sont nullement ncessaires
pour provoquer des ruptions. Celles-ci apparaissent sur toutes les
grandes cassures de l'corce terrestre, mme au centre de l'Asie.

L'ordre et la distribution des matriaux dans l'corce terrestre font
voir aussi qu'il existe,  une profondeur relativement faible, un
rservoir commun o tous les lments chimiques se rencontrent. Ils ont
pu ainsi tre accidentellement mlangs et amens jusque prs de la
surface o cependant les lments lgers dominent toujours si l'on
considre de grandes tendues.

M. de Launay a montr (_Comptes rendus_, t. CXXXVIII, 14 mars 1904) que
l'on peut assigner par des considrations gologiques l'ordre de
superposition des lments chimiques les plus rpandus dans la Terre, 
l'poque o elle a cess d'tre entirement fluide. On est amen ainsi 
diviser les corps simples en sept groupes, dont le premier est form par
l'hydrogne, le dernier par les mtaux prcieux et denses. Il se trouve
que ces sept groupes se partagent aussi trs nettement par la
considration des poids atomiques qui vont en croissant avec la
profondeur.

La conclusion de M. de Launay est celle-ci: Dans la fluidit premire
de notre plante, les lments chimiques dj constitus se sont placs
 des distances du centre d'autant plus grandes que leur poids atomique
tait plus faible, comme si les atomes, absolument libres de toute
affinit chimique  ces hautes tempratures, avaient uniquement et
individuellement obi, dans une sphre fluide en rotation, 
l'attraction centrale combine avec la force centrifuge.

Cette circonstance tmoigne, non seulement de la fluidit primitive,
mais d'une fluidit relativement rcente. Il a fallu, en effet, que le
mlange au moins accidentel de tous les lments soit demeur possible
jusque prs de la surface. Autrement les mtaux denses, accumuls prs
du centre, auraient t spars de nous par des cloisons solides et nous
seraient demeurs  jamais inconnus.

Nous verrons par la suite que l'tude de la surface de la Lune apporte
aussi des arguments d'une grande valeur  l'appui de la doctrine de la
fluidit interne.




SECONDE PARTIE.

LA LUNE.




CHAPITRE VIII.

LA CONFIGURATION DE LA LUNE TUDIE PAR LES MTHODES
GRAPHIQUES ET MICROMTRIQUES.

LES CARTES LUNAIRES.


La Lune est, sans comparaison, de tous les corps clestes, celui qui
s'approche le plus de la Terre. Sa surface nous apparat avec une
nettet et une permanence absolue, sans interposition d'enveloppes
vaporeuses. La perception des dtails n'y est limite que par
l'insuffisance de nos moyens optiques et par l'agitation de l'atmosphre
terrestre. Notre satellite est donc l'intermdiaire indiqu pour passer
de l'tude de la Terre  celle des autres plantes.

Quand on regarde la Lune par une nuit claire, son clat est trop vif
pour un oeil accoutum  l'obscurit. Les diffrences de teinte
s'apprcient mal; on pourrait croire que l'astre est lumineux par
lui-mme. Il n'en est rien cependant, comme le montrent le phnomne des
phases et celui de la lumire cendre. La Lune n'est visible que par la
lumire solaire qu'elle nous renvoie, et qui reste encore trs sensible,
aprs s'tre diffuse une fois sur la Terre, une fois sur la Lune, et
avoir travers trois fois toute notre atmosphre.

Les taches se voient mieux dans le jour, surtout un peu avant le lever
ou un peu aprs le coucher du Soleil. Quand la Lune est prs de
l'horizon, son clat ne diffre pas beaucoup de celui d'une montagne
rocailleuse loigne. C'est probablement une remarque de ce genre qui a
conduit Thals (cit par Thodoret)  penser que la Lune tait forme de
la mme substance que la Terre. Dmocrite ajoute que les taches doivent
rsulter de la prsence de montagnes et de valles. On peut, en effet,
si l'on est dou d'une bonne vue, constater sans instruments des
irrgularits sur la ligne de sparation de l'ombre et de la lumire,
ligne pour laquelle nous adopterons dsormais l'appellation abrge de
_terminateur_.

Xnophane (cit par CICRON, _Questions acadmiques_, Livre IV) va plus
loin. Son opinion est que la Lune est habite, qu'il s'y trouve en grand
nombre des montagnes et des villes. Une croyance anciennement rpandue,
rapporte par Plutarque et Achille Tatius, veut qu'il existe 
l'intrieur de la Lune de vastes cavernes, avec une rgion peuple.
D'autres voient dans ce disque brillant un miroir qui nous rflchit
l'image de la Terre.

Aristote attache peu d'importance  ces imaginations, que l'on a vu
cependant reparatre jusque chez nos contemporains. Il conclut fort bien
de la succession des phases que la Lune est une sphre exclusivement
claire par le Soleil, de la persistance des taches que cette sphre
nous prsente toujours la mme face. Il cite une occultation de Mars
comme une preuve que cette plante est plus loigne de nous que la
Lune.

On doit  Aristarque, qui vcut  Samos de 320  250 avant notre re,
une mthode correcte en thorie, bien que peu pratique, pour valuer le
rapport des distances de la Lune et du Soleil. Il note qu'au moment de
la quadrature, la Lune doit former le sommet de l'angle droit dans un
triangle rectangle dont les deux autres sommets sont occups par le
Soleil et la Terre. On peut mesurer l'angle dont la Terre est le sommet,
et par suite construire un triangle semblable.

Il faut ensuite, pour enregistrer un progrs notable, descendre jusqu'
l'poque moderne. Galile parat avoir eu le premier l'occasion
d'examiner la Lune avec une lunette astronomique, construite de ses
mains. Il acquit aussitt la conviction de la nature montagneuse du sol.
Ayant remarqu qu'au moment de la quadrature les sommets des montagnes
peuvent rester clairs jusqu' une distance du terminateur estime au
vingtime du rayon, il aperut dans cette circonstance un moyen de
calculer la hauteur des montagnes lunaires. Les altitudes trouves par
lui (8km  9km) sont notablement exagres. De telles diffrences de
niveau ne se rencontrent entre points voisins que prs du ple Sud, o
la mthode de Galile n'est pas applicable.

[Illustration: Fig. 21. Distribution gnrale des teintes sur la Lune.
(D'aprs l'ouvrage intitul: _Voyage historique dans l'Amrique
mridionale_, par Don GEORGE JUAN et DON ANTOINE DE ULLOA; Amsterdam,
1752.)]

Par des observations suivies, accompagnes de dessins, Galile s'assura
que la Lune ne tourne pas vers nous toujours exactement la mme face.
Des fuseaux se dcouvrent et se cachent alternativement sur les bords:
leur largeur totale peut s'lever  15 au maximum. Il y a une libration
en longitude qui dpend surtout de la position dans l'orbite, une
libration en latitude subordonne principalement  la latitude de la
Lune et une libration diurne, variant avec la distance au mridien.
Galile n'a reconnu que les deux dernires. Il a construit une Carte
d'ensemble assez sommaire, o les positions des principaux objets sont
fixes par simple estime.

Vers la mme poque, le P. Scheiner, professeur  Ingoldstadt et connu
surtout par ses observations de taches solaires, excuta de nombreux
dessins de la Lune.

Une Carte demeure fort rare, mais d'une excution tout  fait
remarquable pour l'poque (1645), est celle de Langrenus, cosmographe du
roi d'Espagne Philippe IV. Il distingue sur notre satellite trois sortes
d'objets: les taches sombres, visibles  l'oeil nu, qu'il appelle des
_mers_: nous y trouvons une Mer autrichienne, un Dtroit catholique,
etc. Les espaces brillants qui les sparent sont des _terres_, dcores
de noms allgoriques: Terres de la Paix, de la Vertu, de la Justice.
Nous y rencontrons enfin une multitude de bassins parfaitement
circulaires, o des ombres se forment ds que le Soleil s'incline un peu
sur l'horizon, ce qui indique une grande profondeur. Langrenus les place
sous le patronage de diverses personnes, soit des savants illustres,
soit des souverains. Mais ici la politique intervient trop visiblement,
et c'est  elle qu'il faut s'en prendre si la nomenclature de Langrenus
n'a pas t conserve. Son Philippe IV est devenu Copernic. Louis XIV,
encore bien jeune, s'est vu remplac par Alphonse, roi de Castille;
Mazarin, qui figure comme satellite  ct d'Anne d'Autriche, a disparu
des Cartes de la Lune, et le pape Innocent X a cd la place  Ptolme.
Le mode de dessin des cirques indique qu'ils ont t vus, en gnral,
clairs par l'Ouest. Les positions et les grandeurs relatives sont 
peu prs aussi exactes qu'on peut l'attendre d'observations faites par
simple estime, sans micromtre (_fig. 22_).

Dans la lgende place en marge de sa Carte, Langrenus annonce qu'il
tient en rserve une foule d'observations importantes et qu'il se
propose de faire paratre un Atlas reprsentant 30 phases diffrentes.
Il ne semble pas que ce projet ait t ralis.

[Illustration: Fig. 22. Carte lunaire de Langrenus (1645). (L'auteur a
inscrit dans les angles de cette Carte un rsum des opinions des
principaux philosophes anciens concernant la Lune.)]

La mme anne un capucin autrichien, le P. de Rheita, publia un ouvrage
mystique intitul _Oculus Enoch et Eli_, o il rfute diverses opinions
qui avaient cours  cette poque au sujet de la Lune. La carte jointe 
ce livre ne marque pas un progrs en ce qui concerne le dtail des
cirques, mais s'attache  la ressemblance gnrale et  la gradation des
teintes. Rheita porte son attention sur les bandes brillantes qui
divergent de certains points du disque et en donne une explication
optique, d'ailleurs des plus hasardes.

Deux ans plus tard (1647) paraissait la _Slnographie_ d'Hvlius, le
clbre astronome de Dantzick, appel plus tard en France par Louis XIV.
Sa Carte, qui attribue des noms  250 objets environ, est plus complte
que celle de Langrenus, mais certainement moins claire et moins
expressive (_fig. 23_). Des dessins spciaux sont consacrs aux
formations les plus intressantes. Les hauteurs sont calcules par le
procd de Galile, mais avec plus de discernement et de prcision.
Hvlius constate l'existence de la libration en longitude et l'attribue
 tort  ce que la Lune serait assujettie  prsenter toujours la mme
face au centre de l'orbite, alors que la Terre en occupe non le centre,
mais le foyer. Il tente de dterminer l'axe de rotation de la Lune, et
trouve, par une approximation assez grossire, qu'il est perpendiculaire
sur l'cliptique.

Le P. Riccioli, que nous avons eu  citer  propos des mesures d'arc de
mridien, a eu la bonne fortune de faire adopter une nomenclature
entirement nouvelle. Les noms des mers sont suggrs par l'influence
prsume de la Lune sur la pluie, la temprature ou mme l'hygine
publique. Nous voyons apparatre une mer de la Srnit et un ocan des
Temptes, une mer des Crises et une mer des Vapeurs, une mer des Humeurs
et un golfe de la Rose. Les massifs saillants qui bordent les mers
reoivent les noms de montagnes terrestres: les Apennins, les Alpes, le
Caucase, les Pyrnes. Pour les cirques, Riccioli donne avec raison aux
astronomes minents la prfrence sur les hommes politiques que
Langrenus avait fait figurer en premire ligne. Il attribue les objets
les plus marquants et les mieux isols aux philosophes anciens, Platon,
Aristote, Archimde, ratosthne, Hipparque, Ptolme. Parmi les
modernes, Copernic, Tycho Brah, Kepler, Gassendi sont les mieux
partags. Les amis ou les confrres de Riccioli n'ont pas davantage lieu
de se plaindre. Restent les astronomes qui n'taient pas dans les bonnes
grces de l'auteur ou qui avaient le malheur de n'tre pas ns  cette
poque. Ils trouveront les meilleures places prises, et devront se
contenter de formations secondaires ou difficiles  identifier. Mais ce
manque de justice distributive tait  peu prs invitable. On ne
pourrait plus gure apporter un changement radical  la nomenclature de
Riccioli, quelque peu complte par la suite, sans risquer de produire
une grande confusion. En ce qui concerne le calcul des positions et des
hauteurs, et gnralement la topographie, la Carte de Riccioli, excute
en collaboration avec Grimaldi, marque peu de progrs sur celles de
Langrenus et d'Hvlius.

[Illustration: Fig. 23. Carte lunaire d'Hvlius (1645). (Les deux
cercles reprsentent les limites de la libration en latitude. On
remarquera qu'il y a fort peu de dtails nets dans les fuseaux rendus
alternativement visibles par la libration.)]

Il en est autrement des recherches de Newton, qui ouvrent dans plusieurs
directions des voies essentiellement nouvelles. Ds 1676, dans une
lettre  Mercator, il donne la vraie cause de la libration en longitude,
rsultant de l'excentricit de l'orbite lunaire, combine avec
l'uniformit du mouvement de rotation. Le livre des _Principes_, publi
en 1687, emprunte au mouvement de la Lune les exemples les plus dcisifs
en faveur de la loi de la gravitation universelle. Newton y explique
gomtriquement la rvolution des noeds de l'orbite en 18 ans 2/3 et la
rattache  l'action perturbatrice du Soleil. Il rend compte aussi des
principales ingalits en longitude, mais, comme Hvlius, croit que
l'axe de rotation de la Lune est perpendiculaire  l'cliptique. Le fait
que la Lune nous prsente toujours la mme face est pour lui un indice
que le globe lunaire doit tre allong dans la direction de la Terre.
Mais il n'y a aucune probabilit, en dehors de conditions initiales trs
particulires, pour que cet tat de choses ait toujours t ralis. On
doit s'attendre  ce que notre satellite excute des oscillations autour
de cette position d'quilibre relatif. Sa vitesse de rotation n'est donc
pas exactement uniforme, et la libration optique ou apparente, en
longitude, doit tre complique d'une libration relle. L'importance de
cette libration n'est pas indique par la thorie de Newton. Jusqu'
prsent, il n'a pas t possible de la mettre en vidence par
l'observation, non plus que l'allongement du globe lunaire vers la
Terre. On n'a d'ailleurs pas constat davantage un aplatissement suivant
la ligne des ples. Le mridien ne prsente, par rapport  la forme
circulaire, que des ingalits purement accidentelles. Cette
circonstance tait  prvoir d'aprs la thorie de Clairaut. Les limites
[Grec Phi]/2 et 5[Grec Phi]/4 sont ici 600 fois plus petites environ que
pour la Terre. Mme dans l'hypothse de l'homognit, qui serait la
plus favorable, on n'entrevoit aucune chance de constater
l'aplatissement.

Peu d'annes aprs la publication du livre des _Principes_, les lois
exactes de la libration de la Lune taient dcouvertes par Dominique
Cassini (1693). Ces lois sont les suivantes:

1 La Lune tourne autour d'un axe dont les ples sont fixes  sa
surface. Ce mouvement est uniforme; sa priode est gale  une
rvolution sidrale de la Lune.

2 L'axe de rotation est inclin d'un angle constant et diffrent de 90
sur l'cliptique.

3 L'axe de l'cliptique, l'axe de rotation et l'axe de l'orbite sont
constamment parallles  un mme plan.

On notera que, si la premire loi n'tait pas rigoureuse, toutes les
parties de la surface de la Lune deviendraient visibles  la longue. Ces
rgles tant admises, on peut prdire l'aspect du disque pour une poque
quelconque et ramener toutes les configurations observes  un tat de
libration moyenne. On prend pour origine des latitudes l'quateur, pour
origine des longitudes le mridien, fixe sur la surface de la Lune, qui
jouit de la proprit de s'carter de quantits gales de part et
d'autre du centre apparent.

Cassini avait publi antrieurement (1680) une Carte de la Lune plus
complte que celle d'Hvlius. Il aurait pu, par l'application des lois
qu'il avait poses, donner  cette Carte une base mathmatique. Ce
travail ne fut accompli que beaucoup plus tard par Tobie Mayer,
astronome de Goettingue (1748). A la valeur 2 30' donne par Cassini
pour l'inclinaison de l'quateur sur l'cliptique, il substitua la
valeur beaucoup plus exacte 1 29'. Le chiffre adopt aujourd'hui est 1
31'. La Carte de Tobie Mayer est la premire o l'on se soit conform 
l'orientation apparente dans les lunettes.

William Herschel porta son attention de 1777  1779 sur la topographie
de la Lune. On lui doit une srie de mesures de la hauteur des
montagnes. Ses rsultats sont bien plus faibles que ceux des
observateurs qui l'ont prcd ou suivi. Selon lui, la hauteur des
montagnes excderait rarement 1000m. Il est probable que Herschel
considrait comme la surface vritable de la Lune celle des plateaux qui
sparent les cirques et qu'il valuait la diffrence d'altitude entre le
bourrelet des cirques et le plateau extrieur. On trouve des chiffres
beaucoup plus forts quand on compare le rebord d'un cirque  la plaine
intrieure, ou le fond d'une mer aux montagnes qui en forment la limite.

Herschel a cru,  diverses reprises, apercevoir des volcans en activit
dans la partie obscure de la Lune. Ailleurs, il considre comme trs
probable, sinon certain, que la Lune est habite. Ni dans un cas ni dans
l'autre, ses observations ou ses raisonnements ne sont prsents sous
une forme qui entrane la conviction.

Le premier essai de topographie vraiment dtaille est d  Schrter.
Ses observations, commences  Lilienthal en 1784, ont abouti  la
publication de deux volumes de _Selenotopographische Fragmente_, parus
en 1791 et 1802. Jamais avant lui on n'avait appliqu  ce genre de
recherches des instruments aussi puissants. L'un de ses tlescopes avait
19 pouces d'ouverture. Schrter n'a point donn de Carte d'ensemble,
mais une multitude de dessins partiels relatifs  des phases diverses.
Dans ce travail, accompli avec beaucoup de persvrance, il eut
l'occasion d'enrichir la nomenclature et de signaler de nombreux dtails
rests inaperus avant lui. Son titre le mieux caractris est d'avoir
inaugur une mthode nouvelle pour l'valuation des hauteurs des
montagnes. Elle repose sur la mesure micromtrique de l'ombre projete,
combine avec le calcul de la hauteur du Soleil pour le point qui est
l'origine de l'ombre. Ce procd, plus prcis que la mesure de la
distance au terminateur, est applicable dans des cas moins limits.
Toutefois il est encore frquent qu'il tombe en dfaut, et il ne fournit
jamais que des diffrences entre le sommet d'une montagne et une plaine
voisine.

Schrter observa, non sans surprise, des divergences manifestes entre
ses dessins d'une mme rgion, effectus  des poques diffrentes. Dans
un grand nombre de cas, il fut amen  conclure que des changements
rels s'taient accomplis sur notre satellite. Mais ces conclusions
n'ont pas t acceptes par la gnralit des astronomes. Ils estiment
ou bien que Schrter n'a pas suffisamment tenu compte des apparences
occasionnes par le changement des positions relatives de la Terre, du
Soleil et de la Lune, ou bien, dans les cas de divergence certaine, que
l'tat ancien n'tait pas tabli par un ensemble suffisant de
tmoignages.

Pour affirmer qu'il y a eu modification physique, il serait videmment
dsirable d'avoir des Cartes lunaires tablies par une mthode vraiment
rigoureuse, c'est--dire reposant sur la triangulation d'un certain
nombre de signaux bien choisis. Par des contrles rpts, on peut
assigner une limite suprieure  l'erreur possible d'un rseau
godsique; et, si l'un des sommets vient  se dplacer d'une quantit
suprieure  cette limite, la Carte est un tmoin irrcusable qui peut
attester la ralit du dplacement. Quand le rseau est suffisamment
serr, les dplacements du mme ordre qui se produisent dans l'intrieur
des mailles peuvent tre tablis avec une certitude quivalente. Les
points du premier ordre de la Carte de France, par exemple, ne
comportent que quelques dcimtres d'erreur.

Nous n'en sommes pas l pour la Lune: les positions slnographiques y
sont facilement en erreur de 30' prs des bords, de 5'  10' dans la
partie centrale. Cela tient  deux causes: 1 l'incertitude des lments
de la libration, qui affecte le passage de la configuration apparente 
la configuration moyenne; 2 l'absence d'objets gomtriquement dfinis,
analogues aux signaux artificiels des godsiens. Nulle part nous
n'observons de points lumineux invariablement lis  la surface; pas
davantage d'artes vives, dont l'intersection soit dfinie
indpendamment de l'clairement solaire.

Pour combler la premire lacune, il suffit  la rigueur d'avoir un seul
signal bien dfini, et d'observer avec la persvrance ncessaire sa
situation par rapport au centre apparent du disque. Arago, Bouvard et
Nicollet ont fait dans ce but, de 1806  1818, d'importantes sries de
mesures micromtriques. L'objet choisi tait le pic central du cirque
Manilius. Ce choix n'tait pas le plus heureux qu'on pt faire. Le
sommet de ce pic est arrondi, peut-tre multiple, et il est probable que
ce n'est pas toujours le mme point que l'on adopte pour sommet quand
l'clairement change. Depuis, Schlter, Wichmann, M. Franz ont excut
avec l'hliomtre des sries analogues en prenant pour point fondamental
le centre du petit cratre Moesting A, bien circulaire et trs net. On
ne doit pas se flatter cependant que l'apprciation du centre soit tout
 fait indpendante de la phase, et l'on peut regretter aussi qu'aucune
de ces sries de mesures n'embrasse un intervalle quivalent  la moiti
de la rvolution des noeuds de la Lune. Jusqu'ici, ces oprations
confirment l'exactitude des lois de Cassini et n'indiquent aucune
libration relle venant s'ajouter  la libration optique. Elles
permettent de regarder l'origine des coordonnes lunaires comme fixe 
la surface du globe avec une approximation de quelques secondes d'arc.
(On se rappellera que l'arc de 1" quivaut  peu prs  2km.) Il est
probable que cette incertitude sera bientt restreinte, dans une
proportion notable, par l'emploi des documents photographiques. MM.
Franz, Hayn, Saunder ont entrepris dans ce but des travaux qui ne sont
pas encore compltement publis. Quant  prsent, la base de la
Slnographie mathmatique est encore la triangulation excute en 1824
par Lohrmann, complte de 1830  1837 par Beer et Mdler. Ces deux
derniers auteurs ont donn une Carte complte  l'chelle de 1m environ
pour le diamtre de la Lune, avec une description topographique trs
soigne. Chaque fois qu'ils se sont trouvs en dsaccord avec leurs
prdcesseurs, ils ont examin les origines du conflit, et toujours ils
sont arrivs  la conclusion que les anciens documents devaient tre
tenus pour suspects et que la ralit du changement prsum tait fort
douteuse.

La seule opration graphique, tendue  l'ensemble de la Lune, qui ait
marqu un progrs sur l'ouvrage de Beer et Mdler, est la Carte de J.
Schmidt, directeur de l'Observatoire d'Athnes. Cette Carte, reposant
sur des observations faites de 1848  1874 et dresse  l'chelle de
1m,80 pour le diamtre lunaire, est sans rivale pour la clart du dessin
et l'abondance des dtails. On doit reconnatre toutefois qu'elle a
souvent le caractre d'une interprtation discutable et ne peut
prtendre  la ressemblance, puisqu'elle ne se rapporte  aucun
clairement dtermin. Les inclinaisons du sol, les teintes des objets,
leur importance relative seront trs souvent mal apprcies 
l'inspection de la Carte seule (_fig. 24_).

En l'absence d'ombres, de cotes ou de lignes de niveau, on ne peut
videmment esprer donner une ide correcte du relief. De mme que
Mdler, Schmidt s'est servi de hachures, mais sans pouvoir les tablir
dans une relation dtermine avec la pente. On a tent de sortir de
cette difficult par une autre voie. Il est possible de construire par
ttonnements un modle en pltre qui, sous diverses incidences de
lumire, donne la mme srie d'apparences qu'un paysage lunaire dans les
phases successives. Cette mthode laborieuse a t applique par Nasmyth
et Carpenter. Elle donne des images trs nettes, trs expressives, mais
qui ne portent pas leur contrle avec elles et qui, par suite, ne
doivent tre consultes qu'avec une certaine dfiance. Elles ne
sauraient remplacer l'ensemble des dessins qui ont servi  les
construire, car elles font intervenir certaines proprits physiques de
la substance employe, et, dans une plus large mesure, la personnalit
de l'oprateur. On peut encore esprer qu'un dessinateur consciencieux
ne figurera rien dont il ne soit sr. Le mouleur le plus habile
introduira fatalement des dtails qui n'existent pas.

[Illustration: Fig. 24. Fragment de la Carte lunaire de Schmidt. (Le
plus grand cirque figur ici est Archimde; au-dessus se dploie en
ventail le massif des Apennins.--Comparer avec la reprsentation
photographique de la mme rgion, _fig. 36._)]

En dehors de ces travaux d'ensemble, de nombreux observateurs se sont
livrs  des tudes topographiques de dtail. Mais on doit avouer que
presque toujours leurs dessins supportent, moins bien que la Carte de
Schmidt, la comparaison avec les photographies modernes. Il semble qu'
la longue le dsir de montrer tout ce qui peut se voir l'emporte
toujours sur le scrupule de ne figurer que ce que l'on a vu avec
certitude. Malgr tout le labeur et l'habilet dpenss dans cette
direction, il est ordinairement impossible de rconcilier ensemble les
dessins de source diffrente et l'on arrive  la conviction que des
changements apparents considrables peuvent se manifester sans qu'il y
ait lieu de conclure  des variations relles. De plus, la
reprsentation graphique d'un site un peu complexe ne se rapporte jamais
 une phase bien dfinie, car le temps ncessaire  l'excution suffit
pour faire varier la place et l'tendue des ombres.

Dj Riccioli avait t amen  penser qu'aucune altration permanente
ne se produit plus  la surface de la Lune, que celle-ci est totalement
aride et inhabitable.

Hvlius et Herschel inclinent  l'opinion contraire. Cassini cite des
exemples de nuages et de points lumineux temporaires.

Schrter et Gruithuisen, astronome de Mnich, relvent nombre d'objets
facilement visibles, omis sur les Cartes anciennes. Ils croient pouvoir
en infrer que ces objets sont des formations modernes.

Beer et Mdler repoussent cette conclusion. L'enqute  laquelle ils se
sont livrs, dans presque tous les cas signals, leur a montr que les
slnographes du XVIIe sicle n'ont pouss assez loin ni l'exactitude
gnrale, ni le souci du dtail. Deux documents de cette poque ne
s'accordent pas mieux entre eux qu'avec les documents modernes. En
somme, la permanence est plus probable, sauf deux ou trois points o le
doute reste permis. Mais Beer et Mdler, par le caractre uniforme et
comprhensif de leur travail, donnent une base plus solide aux
discussions futures. Aucun objet net et tendu n'a pu leur chapper, pas
plus qu'aux photographies modernes.

Parmi les points signals par Schrter, comme offrant une apparence
fugitive et changeante, se trouvent deux petits cirques voisins,
perceptibles sans difficult dans les petits instruments. Ces deux
orifices, connus aujourd'hui sous les noms de _Messier_ et _Messier A_,
se trouvent dans la mer de la Fcondit. Du ct de l'Est s'en chappe
une double trane lumineuse, rectiligne, qui simule fort bien une queue
de comte (_fig. 28_ et _29_).

Beer et Mdler, dsireux de contrler l'observation de Schrter,
reviennent sur Messier chaque fois qu'ils en rencontrent l'occasion. Ce
qui les frappe surtout, c'est la ressemblance absolue, on pourrait dire
l'identit d'aspect des deux cirques. Voici, sur ce sujet, leurs propres
paroles: Prs de ce cirque d'clat 7, de 16km de diamtre, se trouve 
l'Est un cirque entirement semblable sous tous les rapports. Diamtre,
forme, hauteur et profondeur, teinte de l'intrieur, mme la position de
quelques sommets sur le rempart, tout s'accorde de telle faon qu'il
doit y avoir l un jeu bien singulier du hasard ou l'intervention de
quelque loi encore inconnue de la nature.... Messier est probablement
cet objet que Schrter (Part. II,  688) incline  considrer comme une
apparition lumineuse accidentelle. Nous pouvons assurer que, depuis
1829, dans plus de trois cents occasions, aussi souvent que cette rgion
tait bien visible, nous l'avons toujours vue telle que nous l'avons
dcrite, alors qu'avec une apparence aussi prcise, mme le plus lger
changement de grandeur de forme ou de teinte aurait d se faire
remarquer, et que l'observation de Schrter nous engageait  tudier
attentivement cette localit.

Bientt aprs, en 1842, Gruithuisen nota que les deux cirques ne
paraissaient plus gaux. Webb rpta l'observation en 1855 et en fit
ressortir toute l'importance. Cette ingalit, qui avait pu chapper si
longtemps  l'attention d'observateurs habiles et persvrants, tait
devenue trs apparente dans une mdiocre lunette. Il est aujourd'hui
facile de l'enregistrer par la Photographie. Sous un clairement
oblique, Messier se montre toujours plus petit et moins net que Messier
A, le premier tant aplati dans le sens du mridien, le second plus
dvelopp en latitude. C'est seulement pendant quelques jours chaque
mois que les deux cirques, sous un clairement presque normal,
apparaissent comme deux taches lumineuses gales. Il est contraire 
toute vraisemblance que Beer et Mdler aient limit leur examen  cette
courte priode notoirement dfavorable pour l'apprciation des formes.
Il y a donc lieu de conclure qu'il s'est produit un changement
intrinsque et dfinitif, mais nous ne voyons pas de raison suffisante
pour admettre, avec M. W.-H. Pickering, qu'il y a variation priodique.
Ces deux cirques sont, comme beaucoup d'autres, envelopps chacun d'une
aurole claire,  peu prs circulaire. Ces auroles chappent souvent 
la vue, soit parce qu'elles ne forment pas un contraste suffisant avec
un fond dj trs lumineux, soit parce que leur teinte propre ne se
dveloppe pas dans un clairement dj trs oblique. Prs du lever ou du
coucher du Soleil, c'est le relief du bourrelet qui dtermine l'tendue
apparente du cirque. Quand le Soleil approche du mridien, on ne voit
plus que l'aurole, et c'est par elle que l'on apprcie l'importance de
la formation. Les deux orifices de Messier sont ingaux, les deux
auroles sont gales: de l la diversit des jugements.

Nous renverrons aux Ouvrages spciaux pour la discussion des cas
analogues. Celui que nous avons choisi comme exemple est le plus
frappant, parce que, dans aucun autre, la diffrence entre l'tat
initial et l'tat actuel n'est atteste par autant de tmoignages
concordants. Si rellement des changements de cet ordre se produisent
encore, ils ne peuvent manquer d'tre mis en lumire un jour ou l'autre
par la comparaison des documents photographiques. Dsormais, c'est 
cette nouvelle source d'informations que nous aurons recours; mais, pour
l'interprter plus srement, il sera utile que nous empruntions  la
Mcanique cleste et  la Physique quelques donnes sur les derniers
tats que notre satellite a traverss avant de parvenir  sa
configuration actuelle et sur les forces qui peuvent rgner  sa
surface.




CHAPITRE IX.

LA GENSE DU GLOBE LUNAIRE ET LES CONDITIONS PHYSIQUES
A SA SURFACE.


On connat la conception sduisante par laquelle Laplace a tent de
rsumer dans ses grandes lignes la formation du systme solaire.
Prsente par l'illustre auteur, avec la dfiance que doit inspirer
tout ce qui n'est pas un rsultat de l'observation ou du calcul,
l'hypothse nbulaire prend plus de prcision et de consistance  mesure
que l'on considre des poques plus rapproches de la ntre, des tats
plus voisins de l'tat actuel. Elle est capable, en particulier, de
fournir des indications prcieuses si on l'applique au systme restreint
form par la Terre et la Lune, et dans lequel le Soleil intervient comme
agent de perturbation.

L'tat primitif nous est absolument inconnu et celui dont Laplace est
parti ne reprsente pas mme ici une approximation vraisemblable. La
marche rationnelle serait donc la suivante: partir de l'tat actuel,
introduire comme fonctions du temps les principaux lments du systme,
volumes, densits, dures de rotation et de rvolution; former les
quations diffrentielles dont ces fonctions dpendent; les intgrer au
moins approximativement; dans les intgrales, donner au temps des
valeurs positives ou ngatives, suivant que l'on veut prvoir l'avenir
ou reconstituer le pass.

Ce programme, pris  la lettre, dpasse encore les ressources de
l'Analyse. Il faut le modifier en partant d'un tat fictif, aussi voisin
que possible de l'tat actuel, mais choisi de manire  faciliter le
calcul. On peut esprer obtenir ainsi au moins un aperu de la manire
dont les choses se sont passes. La tentative la plus heureuse qui ait
t faite dans ce sens est celle de M. G.-H. Darwin, dont les Mmoires
ont paru dans les _Philosophical Transactions_. Nous allons essayer de
rsumer ici les conclusions du plus important[10].

[Note 10: G.-H. DARWIN, _On the precession of a viscous spherod and on
the remote history of the Earth_ (_Phil. Trans._, vol. CLXX, 1879).]

M. Darwin suppose la Terre et la Lune encore fluides et homognes, la
viscosit constante, le plan de l'orbite lunaire en concidence avec le
plan de l'cliptique. Les autres lments, partant de leurs valeurs
actuelles, vont varier, et la principale cause de cette variation sera
le frottement des mares.

[Illustration: Fig. 25.]

On comprend sans peine l'origine de ce frottement (_fig. 25_). Si une
plante P tourne dans le sens direct, en prsence d'un autre corps C,
l'attraction de ce corps va provoquer la formation d'un bourrelet
saillant _b_, situ du ct de C. Le mouvement diurne, suppos plus
rapide que le mouvement de rvolution, emporte ce bourrelet vers l'Est,
mais l'attraction du corps C tend  le ramener sur la ligne PC. Le
bourrelet liquide est donc constamment tran sur la plante et agit
comme un frein pour teindre la vitesse de rotation. L'action continue
dans le mme sens tant que la dure de la rvolution sidrale (que l'on
peut appeler _mois_) surpasse celle de la rotation diurne (que l'on peut
appeler _jour_). L'action s'arrte, en mme temps que les mares, quand
le mois est devenu gal au jour, et la plante P prend, d'une faon
permanente, une forme allonge dans la direction PC.

Ainsi l'action de la Terre a ralis pour la Lune cette galit,
enferme dans la premire loi de Cassini. On peut se demander pourquoi
l'effet correspondant ne s'est pas produit pour la Terre, et pourquoi
notre jour sidral n'est pas devenu gal  la rvolution sidrale de la
Lune. Mais il est facile de voir qu'entre notre globe et son satellite
la partie tait loin d'tre gale. La Terre, plus volumineuse, provoque
sur la Lune des mares bien plus fortes. Le frein mis en jeu, agissant
sur une masse moindre, est plus efficace. La Terre agit 12000 fois plus
vite pour ralentir la rotation de la Lune que la Lune pour ralentir la
rotation de la Terre.

Ce phnomne a des rpercussions qui n'apparaissent pas  premire vue,
mais dont le calcul dmontre la ncessit. L'nergie cintique disparue
dans le ralentissement de la rotation de la plante P doit
invitablement se retrouver quelque part. Il y a, en effet, chauffement
de la plante P, ou attnuation du refroidissement si celle-ci rayonne
vers l'espace. Mais ce n'est pas tout: le bourrelet _b_ attirant la
plante C du ct o dj elle tend  se mouvoir, augmente sa vitesse
linaire et la fait sortir de son orbite relative. A cette augmentation
de distance correspond un ralentissement dans le mouvement angulaire. En
somme, si nous considrons l'effet des mares terrestres, il y a
transport d'nergie cintique du mouvement diurne de la Terre au
mouvement orbital de la Lune.

A ct de cette rpercussion relle, il peut s'en produire une autre qui
n'est qu'apparente. Nos procds de mesure du temps sont fonds sur la
constance prsume du jour sidral. Si la rotation de la Terre se
ralentit, le jour sidral s'allonge. Les phnomnes mesurs avec cette
unit deviennent en apparence plus rapides. C'est le cas pour le
mouvement angulaire de la Lune qui subirait une acclration apparente
suprieure, comme M. Darwin le dmontre,  son ralentissement rel.

Ces rsultats subsistent pour toutes les hypothses vraisemblables sur
la viscosit. Si l'on supposait, au contraire, la masse de la Terre
solide et parfaitement lastique, on trouverait pour le moyen mouvement
de la Lune une acclration relle de 3",5 et pour le jour sidral une
dure presque invariable.

Les conclusions de M. Darwin sont rsumes dans le Tableau suivant, qui
nous retrace  grands traits, pour une priode de 56 millions d'annes
en remontant dans le pass, l'histoire de la Terre et de son satellite:

Colonnes:
A: Temps (--t) en annes.
B: Jour sidral en heures de temps moyen.
C: Rvolution sidrale en jours moyens.
D: Obliquit de l'cliptique.
E: Inverse de l'ellipticit.
F: Distance de la Terre  la Lune en rayons terrestres.
G: Chaleur engendrs en degrs Farenheit.

 tats             A         B      C      D     E    F     G
                           h  m     j       '               
tat initial       0       23.56  27.32  23.28  232  60,4     0
I              46 300 000  15.30  18.62  20.40   96  46,8   225
II             56 600 000   9.55   8.17  17.20   40  27,0   760
III            56 800 000   7.50   3.59  15.30   25  15,6  1300
IV             56 810 000   6.45   1.58  14.25   18   9,0  1760

On voit qu'une transformation trs profonde s'accomplit dans un temps
relativement court  partir de l'poque _t_ = -56 600 000. En remontant
vers cette poque, on assiste  une diminution de plus en plus rapide du
jour, du mois et de l'obliquit. Cela tient  ce que, la Lune se
rapprochant de la Terre, la force retardatrice des mares augmente
normment. Il est vrai qu'avec une rotation plus rapide la production
des mares serait plus fortement entrave par le frottement intrieur,
ce qui fait, jusqu' un certain point, compensation.

En prolongeant ce Tableau, on arriverait  l'poque o la Terre et la
Lune taient confondues ensemble. La mthode de calcul de M. Darwin ne
peut plus servir de guide dans le dtail, lorsqu'on approche de cette
limite. Toutefois le principe de la conservation des aires montre que,
au moment o la Lune s'est spare de la Terre, le mois et le jour
avaient pour valeur commune 5h 36m. La sparation a pu tre provoque
par l'action des mares solaires combines avec la force centrifuge. On
peut imaginer des circonstances o ces mares auraient acquis une trs
grande intensit, par exemple si la mare solaire semi-diurne avait 
peu prs mme priode que l'oscillation libre du sphrode. Ce ne serait
pas alors un anneau qui se dtacherait, mais une excroissance. Sa
sparation serait accompagne d'une rupture d'quilibre et de
fluctuations violentes. La mise en libert d'un anneau complet serait
plus conforme  l'esprit gnral de l'hypothse de Laplace, mais le
passage de cet anneau  un satellite unique soulve, de l'aveu de tous
les gomtres qui se sont occups de la question, de trs grandes
difficults mcaniques.

Si l'on considre la Lune comme rassemble en un globe unique aussitt
aprs sa sparation (c'est l'hypothse que prfre M. Darwin), le mois
augmente ds le dbut un peu plus vite que le jour, et l'influence
rciproque des mares intervient pour allonger l'un et l'autre, tout en
loignant la Lune de la Terre. La chaleur dveloppe par le passage de
la Terre de la dure de rotation primitive (5h 36m)  la dure de
rotation actuelle (23h 56m) suffirait, si elle tait applique d'un seul
coup, pour lever la temprature de la Terre de 3000 Farenheit. Mais il
va de soi que la plus grande partie de cette chaleur a d se dissiper
dans l'espace.

Peut-on supposer qu'une partie de l'volution qui vient d'tre dcrite
rentre dans les temps gologiques? Cela est possible si l'on admet avec
M. Darwin qu'un globe visqueux, mme recouvert d'une crote mince, est
susceptible d'prouver des mares  courte priode comme si la fluidit
tait parfaite. L'alternance plus rapide des jours et des nuits devait
donner plus d'nergie aux vents, aux courants marins, aux cyclones,
acclrer le travail des eaux  la surface. Cela est conforme  ce que
nous savons des transformations de l'poque quaternaire, o les cours
d'eau, plus volumineux qu'aujourd'hui, travaillaient plus efficacement
au creusement de leurs valles.

Le frottement des mares a cess de se produire pour la Lune par suite
de l'galit tablie entre la dure de rotation et la dure de
rvolution. Mais il doit tre encore sensible pour la Terre. Cette
action retardatrice peut rendre compte, pour une part, de l'acclration
sculaire apparente du mouvement de la Lune en longitude. Comme elle
agit surtout sur l'quateur terrestre, elle tend  produire sur notre
globe une sorte de torsion, avec plissement superficiel. M. Darwin a
cherch  prvoir dans un second Mmoire (_Phil. Trans._, Vol. CLXX,
1879) la forme thorique de ces plis. Le dessin donn n'a pas une
relation bien apparente avec la figure des continents ni avec le trac
des chanes de montagnes.


_De la forme de la Lune._--La rotation de la Lune sur elle-mme est
lente; la force centrifuge  l'quateur n'est qu'une fraction
insignifiante de la pesanteur. Si donc la Lune n'tait pas en prsence
de la Terre, elle pourrait, tant considre comme une masse fluide et
homogne, tre en quilibre sous la forme d'un ellipsode de rvolution
trs peu aplati.

Mais l'attraction de la Terre  la surface de la Lune n'est pas
insensible par rapport  celle de la Lune elle-mme; d'o
l'impossibilit que le globe lunaire soit de rvolution. Quand les
dures de rotation et de rvolution sont devenues gales, le bourrelet
des mares prend sur la Lune une position fixe; il est constamment
orient vers la Terre, avec une oscillation limite correspondant  la
libration en longitude. Du jour o la solidification complte
intervient, nous devons avoir une figure ovode, l'allongement le plus
prononc ayant lieu dans la direction de notre globe.

Le problme, considr dans toute sa gnralit, est d'un traitement
mathmatique trop pnible. On le rduit, pour la facilit du calcul, aux
termes suivants (TISSERAND, _Mcanique cleste_, t. II, p. 110):

_Trouver la figure d'quilibre d'une masse fluide, homogne, anime d'un
mouvement de rotation uniforme autour d'un axe fixe_ O_x passant par son
centre de gravit_ O. _Toutes les molcules de la masse fluide
s'attirent mutuellement suivant la loi de Newton et sont soumises en
outre  l'attraction d'un centre loign_ C _situ dans le plan de
l'quateur. On suppose qu'en vertu de celle dernire force le point_ O
_dcrit un cercle ayant son centre en_ C _et que la dure de la
rvolution est gale  celle de la rotation de la masse fluide autour de
_ O_x._


La question tant ainsi prcise, on trouve comme figure d'quilibre un
ellipsode  trois axes ingaux. L'axe de rotation est le plus petit;
l'axe dirig vers la Terre est le plus grand. L'aplatissement de la
section oriente vers la Terre est quatre fois plus grand que celui de
la section perpendiculaire. Ces aplatissements sont d'ailleurs faibles,
respectivement gaux  375/(10<exp>7) et 94/(10<exp>7). La diffrence des rayons
extrmes pourrait aller  60m. C'est dire qu'il y a peu d'espoir de la
mettre en vidence par des mesures micromtriques.

Il est probable que ces rsultats seraient peu modifis si l'on
supposait la Lune htrogne, avec densit croissante de la surface au
centre. La densit moyenne de la Lune surpasse  peine 3, et il est 
croire, par suite, qu'elle est plus homogne que la Terre: ses matriaux
ont d tre emprunts aux couches superficielles et peu denses de notre
globe.


_Indications fournies par la thorie de la libration._--On peut former
les quations du mouvement de la Lune autour de son centre de gravit en
ayant gard  l'attraction mutuelle de ses diverses parties et 
l'attraction de la Terre. L'action perturbatrice du Soleil a peu
d'importance.

De ce que les ples se dplacent peu  la surface, il rsulte que l'axe
de rotation reste voisin de l'un des axes principaux d'inertie. Par
suite un autre axe principal d'inertie fait constamment un axe trs
petit avec le rayon vecteur men du centre de la Lune  la position
moyenne de la Terre.

Le calcul montre que les deux principales lois de Cassini (constance de
l'inclinaison de l'axe de rotation sur l'cliptique, concidence des
noeuds de l'quateur et de l'orbite sur l'cliptique) sont lies
ensemble. Chacune peut tre regarde comme la consquence de l'autre.

La fixit de l'axe de rotation dans l'intrieur de la Lune n'a pas un
caractre ncessaire. Elle dpend des conditions initiales. D'aprs
Poisson, l'axe de rotation dcrit  l'intrieur de la Lune un cne de
rvolution. D'aprs un calcul plus exact, d  Charles Simon, l'axe de
rotation oscille dans un plan principal. En pratique, la distinction n'a
pas beaucoup d'importance. Les excursions de l'axe de rotation sont
certainement priodiques et toujours petites. Jusqu' prsent
l'observation ne les a pas mises en vidence.


_Dsaccord entre la thorie de l'quilibre d'une masse fluide homogne
et la thorie de la libration._--La premire thorie donne, comme nous
l'avons vu, pour l'aplatissement de la section principale la plus
dforme 375 x (10<exp>7). La thorie de la libration donne pour
l'aplatissement de cette mme section (toujours dans l'hypothse de
l'homognit) 614 x (10<exp>-6), valeur seize fois plus forte.

On ne doit pas se flatter de rtablir l'accord en tenant compte de ce
que la Lune n'est pas homogne. La discordance devient encore plus
grande si l'on suppose, comme il est naturel, que la densit croisse de
la surface au centre.

On doit en conclure que la figure actuelle de la Lune ne rpond pas aux
conditions d'quilibre d'une masse fluide. Notre satellite a d se
dformer d'une manire sensible depuis que sa surface s'est solidifie,
et cette dformation s'est rpercute sur les constantes de la
libration.


_De l'allongement actuel de la Lune vers la Terre._--Hansen et J.
Herschel ont admis que la Lune, en raison de sa constitution htrogne,
pouvait prsenter un allongement vers la Terre, suprieur mme  celui
qu'indique la thorie de la libration, et qui comporte une diffrence de
1km entre les rayons extrmes.

Ils ont aussi considr comme possible une dissymtrie extrieure entre
les deux hmisphres, dissymtrie compense par la distribution des
masses intrieures de manire  respecter l'isostase. Si l'hmisphre
qui nous fait face est beaucoup plus renfl que l'autre, il forme une
vaste excroissance montagneuse prive d'air et d'eau. L'atmosphre et
les mers seraient relgues sur l'hmisphre invisible. Cette
dissymtrie contribuerait videmment  maintenir le grand axe de la Lune
dirig vers la Terre.

Port  un certain degr, le renflement pourrait tre mis en vidence
par l'tude de la libration. En effet, pour un mme dplacement
angulaire autour d'un axe perpendiculaire  la ligne de vise, les
points du centre du disque prouveraient un dplacement apparent plus
grand que les points voisins des bords, mme si l'on suppose la Lune
sphrique. Et, si on la suppose allonge vers la Terre, le dplacement
relatif des points voisins du centre se trouve encore augment.

Sur le conseil de Hansen, Gussew a entrepris d'tudier  ce point de vue
deux photographies de Warren de la Rue. Son travail (_Bulletin de
l'Acadmie de Saint-Ptersbourg_, 14 octobre 1859) conclut  un
allongement norme 0,055. Ce rsultat, bien qu'ayant obtenu
l'assentiment de Hansen, n'a pas t admis en gnral par les
astronomes.

Rcemment M. Franz (_Observations de Knigsberg_, Vol. XXXVIII) a repris
la discussion des mesures de Gussew, et montr qu'elles ne justifient
pas ses conclusions. M. Franz a mesur micromtriquement, dans le mme
but, cinq clichs de l'Observatoire Lick, et il a trouv que
l'allongement vers la Terre est insensible.


_De l'atmosphre de la Lune._--Au moment de la sparation de la Terre et
de la Lune l'attraction prpondrante du globe le plus gros a d ne
laisser au plus petit qu'une faible fraction de l'atmosphre totale. Il
est vrai que cette atmosphre pouvait tre alors beaucoup plus
importante qu'aujourd'hui.

En fait l'atmosphre de la Lune a maintenant une densit extrmement
faible. Le bord du Soleil n'prouve ni affaiblissement ni dformation au
voisinage du bord de la Lune dans les clipses. Le spectre visible de la
Lune est le mme que celui de la lumire solaire reue directement, et
les raies d'origine atmosphrique ne s'y montrent pas plus intenses.

Le critrium qui semble devoir offrir la sensibilit la plus grande est
fourni par les occultations d'toiles. A l'entre et  la sortie, dans
une occultation centrale, l'toile doit paratre dvie, en des sens
contraires, d'un arc gal au double de la rfraction horizontale  la
surface de la Lune. Or la rfraction horizontale atteint sur la Terre
30'  35'.

D'autre part, la prsence d'une atmosphre augmente le rayon apparent de
l'astre dans une mesure qui dpend  la fois de la densit de
l'atmosphre et de sa hauteur, mais qui, certainement, est bien moindre
que le double de la rfraction horizontale. On doit donc, en partant du
diamtre apparent mesur directement, trouver pour les occultations une
dure trop longue. Inversement le diamtre calcul d'aprs la dure des
occultations sera plus petit que le diamtre mesur directement.

Bessel a considr comme tabli par l'exprience que la diffrence ne
s'levait pas  1". Il en a conclu que l'atmosphre devait tre au moins
900 fois plus rare  la surface de la Lune qu' la surface de la Terre.

Cette conclusion parat excessive. On possde aujourd'hui des
occultations observes plus exactement et en nombre beaucoup plus grand
qu'au temps de Bessel. Leur discussion montre que la diffrence des
diamtres dtermins par les deux mthodes est bien relle. On peut
l'estimer  1" ou mme 2" et son signe est bien celui que fait prvoir
la thorie, s'il existe une atmosphre rfringente. Il y a donc lieu de
considrer la limite 1/900 pose par Bessel comme une valeur
vraisemblable de la densit de l'atmosphre lunaire  la surface. A
cause de la moindre pesanteur sur la Lune, l'atmosphre s'y rpartirait
sur une hauteur bien plus grande et,  150km d'altitude, les deux
atmosphres pourraient avoir des densits comparables. Or,  150km de
hauteur, l'atmosphre terrestre est encore capable de produire des
effets sensibles, de porter les toiles filantes  l'incandescence, de
diffuser les rayons solaires, de tenir de fines poussires en
suspension.


_Disparition de l'atmosphre lunaire._--L'examen de la surface de notre
satellite donne lieu de penser qu'il a possd autrefois une atmosphre
plus importante, et que, par la suite, cette enveloppe fluide s'est
rsorbe ou dissipe.

La premire explication est suggre par divers phnomnes chimiques.
Une lvation de temprature de quelques centaines de degrs  la
surface de la Terre ferait rentrer dans l'atmosphre la totalit de
l'eau des mers et une grande partie de l'acide carbonique contenu dans
l'corce. D'o augmentation trs forte dans la hauteur et la pression de
l'atmosphre. Inversement le refroidissement plus rapide du sol lunaire,
joint  sa nature absorbante, a pu fixer dans des combinaisons solides
et soustraire  la circulation la totalit des lments liquides ou
gazeux.

Mais il se peut aussi que les gaz aient disparu par mission directe
dans l'espace. Les gaz trs rarfis ne suivent plus les lois ordinaires
des mlanges. La hauteur limite de l'atmosphre est variable d'un gaz 
l'autre, et ceux dont le poids atomique est moindre s'lvent plus haut
que les autres. Or la Lune laisse chapper toute molcule lance suivant
la verticale ascendante avec une vitesse suprieure  2km,38 par
seconde. Il est probable que cette vitesse est frquemment atteinte pour
tous les gaz et que, par suite, la Lune est incapable d'en retenir
aucun.

M. G.-J. Stoney (_Transactions of the R. Dublin Society_, Vol. VI, srie
2) admet que la temprature  la limite de l'atmosphre terrestre est
-66 C. A cette temprature les molcules d'hydrogne et d'hlium, de
poids atomique 1 et 2, ont respectivement pour vitesse moyenne 1603m et
1133m par seconde. Sur la Terre, o une vitesse de 10km  12km par
seconde suffit pour assurer l'vasion, l'hydrogne et l'hlium
s'chappent, la vapeur d'eau ne s'chappe pas. Il semble donc qu'une
vitesse gale  9 ou 10 fois la vitesse moyenne est encore assez
frquemment ralise pour qu'une dperdition assez rapide en rsulte.

Sur la Lune tous les gaz connus, sans exception, s'chappent  la longue
plus facilement que l'hlium sur la Terre. Il n'y a donc pas  s'tonner
que la Lune n'ait plus d'atmosphre. Mais rien ne dit qu'elle n'en ait
pas eu une assez importante dans le pass.

Que sont devenues ces molcules gares? Celles dont la vitesse tait 
peu prs perpendiculaire au mouvement relatif de la Lune ont d tre
reprises par la Terre, surtout lorsque les deux plantes taient assez
voisines l'une de l'autre. Le plus grand nombre a d former un anneau de
particules trs dissmines, circulant indpendamment les unes des
autres autour du Soleil, et dont l'orbite de la Terre constituait la
ligne centrale. Il y aurait l une explication possible de la lumire
zodiacale.


_De la temprature de la Lune._--Il n'est pas douteux que la Lune ne se
soit refroidie plus vite que la Terre, par cela seul qu'elle est plus
petite. La Lune est arrive la premire  possder une crote assez
paisse, o la chaleur interne ne contribue plus que dans une mesure
insignifiante  entretenir la temprature de la surface. Celle-ci
oscille sous l'influence alternative du rayonnement solaire et du
refroidissement nocturne, limit par la prsence de l'atmosphre.

On ne peut douter que cette influence de l'atmosphre ne soit
considrable. Dans la zone torride les sommets des trs hautes montagnes
sont chargs de neiges perptuelles, et le refroidissement nocturne y
est bien plus intense que pour les plaines situes  leur base. On ne
voit, pour expliquer cette diffrence, d'autre motif que la raret de
l'air et de la vapeur d'eau. Or les sommets des plus hautes montagnes
terrestres sont encore loin d'atteindre la limite suprieure de
l'atmosphre. L'limination totale de celle-ci serait accompagne d'un
refroidissement encore plus grand.

Nous devons donc nous attendre  ce que la Lune soit  une basse
temprature et il est certain, en effet, que la chaleur qu'elle nous
envoie n'est pas sensible pour nos organes, ni mme, dans les conditions
ordinaires d'exprience, pour un thermomtre.

Si le refroidissement nocturne est intense sur notre satellite,
l'chauffement dans le jour semble devoir y tre important. En effet,
les jours de la Lune valent 14 des ntres et, dans cet intervalle, tous
les points de la zone quatoriale voient le Soleil passer prs de leur
znith. Quelle que soit la nature de la surface, une certaine fraction
des rayons solaires doit s'y absorber et relever la temprature. Nous
pouvons d'ailleurs constater  premire vue qu'il ne s'accomplit pas de
rflexion spculaire. Aussi J. Herschel pensait que le point
d'bullition de l'eau devait tre dpass quotidiennement. D'autres
astronomes ont pens que le sol lunaire devait approcher de la
temprature du fer rouge.

En 1846 Melloni, oprant sur le Vsuve  l'aide d'un thermopile et du
galvanomtre rcemment invent, russit pour la premire fois  mettre
en vidence une manifestation sensible de la chaleur renvoye par la
Lune.

Lord Rosse et le Dr Boeddiker ont obtenu des rsultats encore plus nets.
Ils valuent  500 C. l'abaissement de temprature qui se produit sur
la Lune dans le cours d'une clipse totale. Le refroidissement
conscutif  la disparition du Soleil est donc beaucoup plus rapide que
sur la Terre, ce qui met bien en vidence le rle protecteur de
l'atmosphre. Les radiations solaires, pntrant dans le sol terrestre,
s'y transforment en radiations obscures; il parat probable que
l'atmosphre les retient au passage et que ce dfaut de transparence ou
cette facult de capture rsident surtout dans la vapeur d'eau et
l'acide carbonique.

Depuis Langley a ralis une combinaison beaucoup plus sensible du
thermopile et du galvanomtre. Avec cet appareil, qu'il a nomm
_bolomtre_, il a pu explorer le spectre solaire, du ct de
l'infrarouge, bien au del des limites antrieurement admises, et il a
reconnu que la majeure partie de l'nergie calorifique du Soleil, les
trois quarts peut-tre, rside en dehors du spectre visible. Mais un
autre rsultat inattendu des expriences de Langley est que ces rayons
obscurs traversent une atmosphre pure et sche plus facilement que ne
le fait la chaleur lumineuse.

Dans un travail excut avec M. Very et publi en 1889[11] Langley
arrive aux conclusions suivantes:

La partie du disque lunaire qui n'est pas actuellement claire du
Soleil ne nous envoie pas plus de chaleur que le fond du ciel.

[Note 11: LANGLEY et VERY, _The temperature of the Moon. American
Journal of Science_, vol. XXXVIII, 3e srie.]

La partie du disque lunaire qui voit le Soleil est, sans exception, plus
chaude que le fond du ciel. L'appareil est assez sensible pour
manifester la 1500e partie de la radiation totale de la Lune. La chute
de temprature qui se produit sur la Lune pendant la dure d'une clipse
totale n'est pas aussi forte que lord Rosse l'avait pens. Elle est
cependant suprieure  celle qui se produit dans l'paisseur de
l'atmosphre terrestre sous une latitude quelconque.

Il y a dans le spectre lunaire deux maxima distincts observables, l'un
correspondant  la radiation rflchie, l'autre  la radiation propre du
sol.

La position du second maximum, reprsentant la chaleur rayonnante
invisible, permet une valuation de la temprature du sol. Cette
valuation est fort incertaine. On peut admettre cependant que la
temprature de la Lune ne s'lve pas au-dessus de 0 centigrade. Il n'y
aurait donc pas, en dehors de l'examen dtaill du sol, de raison
suffisante pour exclure l'ide que la Lune soit, en tout ou en partie,
couverte de glace. Faute d'une temprature assez leve cette glace
n'aurait jamais occasion de fondre ou d'mettre des vapeurs sensibles.

Cette conclusion a soulev des objections nombreuses. On s'explique mal,
en l'absence de tout cran protecteur, ce qui frapperait ainsi les
rayons solaires d'impuissance. M. Very, collaborateur de Langley, a
repris les mesures avec des appareils plus perfectionns[12]. La
transmission par le verre lui a permis de distinguer, dans la radiation
de la Lune, la radiation solaire rflchie de celle qui mane rellement
du sol lunaire chauff. En effet, une lame de verre qui laisse passer
0,77 de la radiation solaire transmet seulement 0,02 de la radiation
d'une source  basse temprature, telle qu'un cube noirci rempli d'eau
bouillante. Finalement M. Very a trouv, comme il fallait s'y attendre,
que la surface solide de la Lune, moins rflchissante que les nuages de
l'atmosphre terrestre, doit mieux profiter de la chaleur incidente. La
temprature moyenne de l'hmisphre clair doit tre voisine de +97 C.
Le point qui voit le Soleil au znith doit s'chauffer jusqu' +184,
c'est--dire plus que les dserts les plus brlants de la Terre. Dans
ces conditions, l'existence souterraine est la seule  laquelle
pourraient s'adapter les formes vivantes terrestres.

[Note 12: F.-W. VERY, _The probable range of the temperature of the
Moon. Astrophysical Journal_, vol. VIII, nov. et dc. 1898.]




CHAPITRE X.

LA FIGURE DE LA LUNE TUDIE PAR LES DOCUMENTS
PHOTOGRAPHIQUES.


LES TRAITS GNRAUX DU RELIEF.

A quelque opinion que l'on se range, concernant la temprature actuelle
de la Lune, il est certain qu'elle s'est refroidie plus vite et
dessche plus compltement que la Terre. On doit donc s'attendre  ce
que la contraction par refroidissement soit pour notre satellite un
facteur important du relief, le travail des eaux y tant relativement
peu considrable. Cette prvision est confirme par l'inspection de la
surface dans les lunettes puissantes, inspection qui peut se faire
aujourd'hui bien plus  loisir et d'une manire presque aussi complte
sur les photographies.

Nous y reconnatrons d'abord,  premire vue, des diffrences de niveau
considrables. Prenons, par exemple, l'image de Thophile, l'un des
cirques les plus profonds de la Lune. La mesure des ombres y donne 5500m
pour l'cart d'altitude entre le bord et la plaine intrieure, 1500m
pour la hauteur du groupe central de montagnes. La pente intrieure est
raide, incline de 30 en moyenne. D'autres cirques prsentent des
inclinaisons encore plus fortes, 40 ou 50, ce qui montre qu'ils ne
peuvent tre forms que de matriaux rsistants. Il serait difficile,
sur la Terre, de trouver une telle diffrence de niveau rpartie sur une
largeur aussi faible. La pente extrieure est au contraire modre. Il
est malais d'y assigner la limite de l'ombre, et par suite d'en valuer
la hauteur (_fig. 31_).

Sur ce revers externe, nous voyons de nombreux sillons, un peu
divergents, tracs suivant la ligne de plus grande pente. Ils peuvent, 
premire vue, s'interprter comme des vallons creuss par les eaux. Mais
le fait qu'on les observe exclusivement sur le versant extrieur de
quelques grands cirques conduit  les regarder plutt comme des traces
d'panchements volcaniques. On ne trouve point, en effet, d'indice de
ravinement sur la pente intrieure des cirques, pas davantage sur les
pentes qui limitent les grands massifs montagneux et qui sembleraient
devoir offrir un champ si favorable  l'rosion. Les parties saillantes
n'y sont nulle part rduites  l'tat de crtes linaires et ramifies.
Partout des bassins sans coulement, des plateaux  pentes indcises.
Point de fosss continus et progressivement largis, comme les cluses et
combes du Jura, point de deltas au dbouch des sillons dans la plaine.

D'o cette conclusion importante: non seulement la Lune n'est pas
aujourd'hui arrose par des prcipitations copieuses (ce que montrait
dj l'absence de tout effet de rfraction imputable  l'air ou  la
vapeur d'eau), mais il en a toujours t ainsi depuis que le relief de
notre satellite s'est constitu. Jamais les eaux n'ont eu  se frayer 
la surface des voies d'coulement.

Cela veut-il dire qu'il n'y ait jamais eu d'humidit sur la Lune? Cette
consquence serait peu admissible du moment que, avec Laplace et ses
successeurs, nous faisons de la Lune un fragment dtach de la Terre.
Elle le sera moins encore quand nous aurons relev sur la Lune des
traces manifestes d'ruptions volcaniques. Disons seulement que les
prcipitations y ont t faibles compares  ce qu'elles sont dans les
rgions bien arroses de la Terre. Elles ont rencontr un sol poreux et
absorbant qui ne leur a pas permis d'agir par ruissellement. Le
refroidissement ayant march plus vite sur un globe moins gros, une
couche plus paisse s'est trouve capable d'absorber l'eau, que la
chaleur interne ne refoulait plus  la surface.

Pourquoi parlons-nous de sol poreux et absorbant? L'hypothse de Laplace
nous y invite encore. Car la Lune, emprunte aux couches superficielles
de la Terre, doit tre compose surtout des matriaux lgers de
l'corce. Cette manire de voir est confirme par la faible valeur de la
densit moyenne, qui ne s'lve qu' 3,4 pendant qu'elle dpasse 5,5
pour notre globe. Il est d'ailleurs extrmement probable que la densit
superficielle est plus faible, de mme que sur la Terre, et n'excde pas
2, densit des calcaires les plus fissurs et les plus lgers. Enfin
l'clat de la lumire rflchie par la Lune permet d'assimiler sa
surface au marbre ou  la craie. Les roches granitiques, schisteuses,
basaltiques, et en gnral celles qui forment les terrains impermables,
ont des teintes plus sombres.


_La rpartition des mers._--Un des traits les plus gnraux et les plus
visibles de notre satellite est constitu par de vastes taches de
couleur sombre, formant des compartiments dprims. Nous leur garderons,
pour nous conformer  l'usage, le nom de mers qui leur a t donn par
les anciens slnographes; mais il est certain que leur surface est
rugueuse et que la lumire s'y diffuse sans jamais s'y rflchir comme
elle le ferait sur un liquide. Il est naturel de les rapprocher des
compartiments affaisss de la surface terrestre. Nous pouvons esprer
d'y trouver matire  des comparaisons utiles; car, si les mers lunaires
n'ont subi ni sdiments ni rosions, les fosses ocaniques terrestres en
ont t prserves par l'paisseur du manteau liquide qui les recouvre.

Un premier rapprochement doit tre fait en ce qui concerne la
distribution gnrale des aires dprimes. On sait que, sur la Terre,
ces aires se partagent en deux sries. Les unes, appeles fosses
mditerranennes, s'enchanent, sans se confondre,  peu prs suivant un
grand cercle de la sphre. Deux autres groupes moins distincts,
constituant par leur agrgation l'un l'ocan Pacifique, l'autre l'ocan
Atlantique, s'tendent surtout dans le sens du mridien,  angle droit
avec l'alignement des fosses mditerranennes. Cette disposition parat
avoir persist, dans ses traits essentiels,  travers les temps
gologiques.

Prenons maintenant une preuve photographique de la Lune au voisinage de
l'opposition et nous reconnatrons que ce rsum est applicable  notre
satellite de point en point, sans qu'il y ait autre chose que les noms 
changer. Les mers des Pluies, de la Srnit, de la Tranquillit, de la
Fcondit, la mer Australe forment une srie aligne suivant un grand
cercle. Mais, au lieu de se fermer comme les suivantes, la mer des
Pluies s'ouvre  l'Est dans un systme de bassins qui s'tend
perpendiculairement au premier, comprenant au Nord le Golfe de la Rose,
au Sud l'ocan des Temptes et la mer des Nuages (_fig. 30_).

Convient-il d'assimiler ce second systme au Pacifique ou 
l'Atlantique? La seconde manire de voir semble mieux fonde. Ces
dpressions n'embrassent pas, toutes ensemble, le cinquime de la
circonfrence du globe en longitude. Nous n'avons point ici de chanes
ctires comme celles qui font  l'ocan Pacifique une ceinture presque
continue. Au contraire, nous voyons dans le sens de la longueur une ride
mdiane jalonne par toute une srie de grands foyers ruptifs,
Bouillaud, Euclide, Kepler, Aristarque. On sait que l'ocan Atlantique
est aussi divis suivant un mridien par une ride saillante d'o
mergent de distance en distance les sommits volcaniques de l'Islande,
des Aores, de l'Ascension, de Tristan da Cunha. Nous ne pouvons,
malheureusement, achever le tour de la plante pour voir si la srie des
fosses mditerranennes se prolonge de l'autre ct, s'il s'y rencontre
un digne pendant  l'ocan Pacifique, si les dpressions s'y placent de
prfrence aux antipodes des saillies comme le veut la symtrie
ttradrique qui semble prvaloir sur la Terre.


_La structure des mers._--La conformit qui se manifeste sur les deux
plantes dans la rpartition gnrale des rgions dprimes a pour
pendant une analogie non moins remarquable dans leur structure.

Les grands abmes marins o la sonde descend  plus de 8km de profondeur
ne se groupent pas, comme on l'a cru longtemps, dans les parties
centrales des ocans, loin de toute terre merge. Ils ont plutt la
forme de valles allonges paralllement aux rivages,  des distances
relativement faibles de ceux-ci. C'est ce qui a lieu dans l'ocan
Atlantique pour les fosses des Antilles et des Bermudes, dans le
Pacifique pour les fosses des Kouriles, des les Tonga, au large des
ctes chiliennes et pruviennes (_Pl. I_).

Cette loi n'a t mise en vidence que par des travaux rcents,  la
suite de sondages multiplis, de longues et coteuses expditions
maritimes. Sur la Lune, nous pouvons la vrifier  beaucoup moins de
frais. Une bonne lunette et un peu de patience y suffisent.

Il nous sera d'abord trs ais de reconnatre que, sur le fond des mers,
le relief a une allure gnrale plus douce que dans les parties
saillantes. Les crtes  versants concaves y sont rares;  part quelques
blocs isols qui forment de vritables les, les ondulations du sol ne
projettent d'ombre qu'au lever ou au coucher du Soleil. Les pentes sont
modres et se prolongent dans le mme sens sur de vastes tendues. En
thse gnrale, cela est vrai de la Terre comme de son satellite.

Il s'en faut de beaucoup, cependant, que les mers lunaires soient planes
ou exactement modeles sur la sphricit du globe. Ce ne sont point des
surfaces gomtriques. Essayons donc d'aller plus loin et de reconnatre
o se trouvent les points les plus creux. Si nous examinons sous un
clairement favorable la mer de la Srnit, par exemple, nous serons
frapps de ce fait qu'elle possde, au pied de son enceinte montagneuse,
toute une bordure de taches sombres. Pour qui est familier avec l'tude
de la surface de la Lune, il est ds lors probable que ces taches
correspondent aux parties les plus creuses. Il y a, en effet, sur notre
satellite, corrlation habituelle entre la teinte et l'altitude, en ce
sens que les plaines basses y sont presque toujours plus sombres que les
points saillants. Comme la rgle n'est pas sans exception, une
vrification pourra sembler dsirable. Il suffira, pour la faire, de
noter la position des taches sombres et d'attendre que le Soleil se
couche pour elles. On les voit alors envahies par l'ombre avant les
taches claires qui les avoisinent, d'o il rsulte que les premires
sont effectivement dprimes.

La mme exprience, rpte sur d'autres mers, fortifie cette
conclusion, qui est  peu prs gnrale; le fond des mers lunaires est
convexe, dans son ensemble, au del de ce qu'exige la courbure moyenne
du globe, et les fosses ocaniques y sont, comme sur la Terre, rejetes
prs des rivages.


_La formation des mers._--Un troisime point de ressemblance est 
signaler entre les mers terrestres et celles de notre satellite. C'est
dans la srie quatoriale, dans celle qui rpond aux fosses
mditerranennes, que se rencontrent les bassins les mieux dlimits par
des bourrelets montagneux, ceux dont le bon tat de conservation accuse
une jeunesse relative. Sur la Lune leur forme circulaire ressort souvent
avec une admirable clart. Les cassures qui les bordent se montrent 
nu, parfois sur plusieurs milliers de mtres de hauteur. Il est vident
que chacune de ces dnivellations de l'corce, par cela mme qu'elle
affecte un dessin gomtrique, a d s'effectuer dans un temps assez
court et se rattache  une poque gologique dtermine. Si le phnomne
est plus net sur la Lune, cela tient  ce que nous pouvons en observer
l'effet intgral et non modifi. Nous retrouverions des formes analogues
sur la Terre, s'il nous tait possible de dbarrasser les fosses
sous-marines de leur bordure de sdiments et de restituer aux bourrelets
montagneux tout ce que l'rosion leur a enlev.

Voulons-nous prendre en quelque sorte sur le fait le mcanisme de la
formation d'une mer? Il faudra nous adresser de prfrence  celles qui
ont gard l'intgrit de leur contour circulaire. Il y en a trois, les
mers des Crises, du Nectar, des Humeurs, qui possdent ce caractre  un
haut degr, et ce sont justement celles qui mettent en dfaut la rgle
signale tout  l'heure. Une bande marginale n'y a pas suivi
l'affaissement du centre, mais est reste adhrente  la bordure
montagneuse. Les rides de celle-ci n'accusent point de prfrence pour
l'alignement parallle au rivage, par consquent point de structure
plisse. La partie centrale ou aplanie de la mer offre une srie de
veines ou de bourrelets saillants. La rgion extrieure ou montagneuse
est coupe de crevasses ouvertes, larges de 2km  3km, se prolongeant
sur une norme longueur  travers les obstacles les plus varis (_fig.
32, 33, 34_).

Les veines comme les crevasses suivent trop videmment un trac
concentrique au rivage de la mer pour ne pas tre rattaches au
mouvement du sol qui a dtermin l'effondrement du centre. Mais nous ne
trouvons pas ici, comme sur le contour des affaissements terrestres, des
plis refouls, accumuls contre des massifs rsistants. Bien loin de l,
l'corce lunaire s'est dchire en larges crevasses qui demeurent encore
bantes  l'heure actuelle. Sa tendance, lors des derniers mouvements
dont nous pouvons constater les traces, n'tait donc pas de se plisser
comme un vtement trop large, mais au contraire de s'tirer, de se
disjoindre comme une enveloppe trop troite.

Pourquoi maintenant des crevasses ouvertes  l'extrieur de la mer, des
veines saillantes  l'intrieur? Ces deux aspects inverses ne sont pas
contradictoires. Ils reprsentent seulement deux tapes diffrentes dans
la marche d'un mme phnomne. Les veines, comme les crevasses, marquent
des ruptures successives dues  l'effondrement du centre de la mer. Les
cassures les plus rapproches du centre ont servi au dgorgement des
laves, qui se sont ensuite panches sur la plaine. Quand cet
panchement a pris fin, les laves, arrivant  la surface dj
refroidies, se sont solidifies sur place. Non contentes d'obstruer la
fissure, elles l'ont transforme par leurs apports successifs en un
bourrelet saillant,  pentes doucement inclines.

Les fissures de la bande extrieure, situes  un niveau plus lev,
n'ont point servi  l'panchement des laves, qui trouvaient dans les
tages infrieurs une issue suffisante. Elles sont, par suite, demeures
ouvertes; elles ont mme d aller en s'largissant toujours,  la
manire des crevasses des glaciers, tant que la priode d'affaissement
de leur lvre infrieure s'est prolonge.

Bien entendu, les parties aplanies de la surface sont galement sujettes
 se fissurer. Mais, tant que l'corce n'y a pas acquis une grande
paisseur, les crevasses ne peuvent s'y ouvrir largement sans donner
issue aux panchements volcaniques. Ds lors elles s'obstruent,
s'effacent et se transforment en bourrelets. Nous voyons frquemment ces
deux sortes d'accidents juxtaposs  petite distance; parfois mme une
crevasse ouverte se prolonge par une veine saillante.

On comprend donc que les fissures de plaine soient, en gnral, plus
troites que celles des rgions de montagne, par suite moins faciles 
observer. Mais leur position, leur trac sont galement significatifs au
sujet de leur origine. Ainsi dans la partie est de la mer de la
Tranquillit (_fig. 35_) nous remarquons,  ct de veines
remarquablement longues et ramifies, les crevasses typiques de
Sosigne, de Denys, de Sabine, toutes traces paralllement au rivage.
Dans le cas de Sabine, la crevasse est double, ce qui montre que la
tendance a persist aprs avoir obtenu une premire, mais insuffisante
satisfaction. Cette formation de crevasses successives et parallles
s'observe, pour ainsi dire,  chaque pas sur les glaciers alpins. De
mme ici nous voyons la mer exercer sur la terre ferme une sorte
d'attraction assez puissante pour disjoindre celle-ci et en dtacher des
bandes marginales.


_Des massifs montagneux de la Lune._--Ces notions acquises sur les mers
nous rendront plus explicables les blocs saillants qui les encadrent.
Leurs caractres sont surtout ngatifs. Ils manquent d'individualit
propre. Ce ne sont gure que des portions de plateau laisses en relief
par l'affaissement des rgions voisines. D'habitude les aires
d'effondrement sont circulaires; aussi la forme gnrale du groupe
montagneux sera, plus ou moins, celle d'un triangle  cts concaves, de
la portion de plan comprise entre trois cercles qui se coupent.

Cet nonc s'applique bien aux monts Taurus, limitrophes de la mer de la
Srnit. Nous n'y voyons ni lignes de partage, ni valles d'coulement.
La fine crevasse qui se fraye un chemin  travers le centre du massif et
se prolonge sur la plaine tmoigne par sa seule prsence que le model
du relief par les eaux a t nul ou insignifiant. Les plus fortes
lvations du sol ne sont point rassembles au centre, mais rejetes
prs de la limite ouest.

Cette particularit n'est pas moins visible sur le groupe des Apennins.
Le ct nord, inclin vers la mer de la Srnit, est beaucoup plus
troit, beaucoup plus rapide que la pente incline au Sud vers la mer
des Vapeurs. Nous reconnaissons ici la loi de dissymtrie des versants,
bien connue de tous ceux qui ont tudi les montagnes terrestres. Il
semble que toute cette portion de l'corce ait prouv un mouvement de
bascule exposant au dehors d'un ct une cassure abrupte, de l'autre une
face dorsale d'inclinaison modre. Mais toujours point de plis refouls
contre les parties saillantes. Nous voyons, au contraire, la crote
lunaire manifester en toute occasion sa tendance  s'tirer et  se
disjoindre (_fig. 36_).

On la retrouve encore, bien loquemment atteste, dans la grande valle
rectiligne que l'pe surhumaine de quelque paladin semble avoir
entaille d'un seul coup  travers le massif des Alpes. Bien entendu,
cette explication ne saurait suffire, car il s'agit ici d'une cassure de
70km de long sur 10km  12km de large. Pour expliquer comment les deux
parties en contact ont pu se disjoindre  ce point, la thorie de la
contraction par refroidissement n'est pas suffisante. Il faut admettre
que l'un au moins des deux fragments a pu flotter  la drive sur le
liquide qui le portait. Pour les Alpes comme pour les Apennins, les plus
hauts sommets sont en bordure, et leurs ombres s'allongent sans obstacle
sur la plaine qui s'tend  leurs pieds (_fig. 37_).

Le massif voisin du Caucase forme barrire entre les mers des Pluies et
de la Srnit. Ces deux bassins se rapprochent au point de donner  la
masse interpose l'aspect d'une chane de montagnes terrestre. A y
regarder de prs, il n'y a point division dans la longueur par une ligne
de fate, mais, au contraire, division transversale en plusieurs blocs
rectangulaires. Les cases de ce damier gigantesque ne sont plus en
correspondance exacte. Elles ont jou les unes par rapport aux autres,
et subi dans le sens tangentiel des mouvements de transport ou de
charriage qui peuvent atteindre 30km d'amplitude.


_Relations entre l'histoire de la Lune et celle de la Terre._--On
remarquera que l'tude du relief lunaire apporte, dans trois au moins
des grandes questions qui divisent les gographes et les gologues, un
tmoignage prcis, qui n'est peut-tre pas sans rplique, mais que l'on
n'a pas le droit d'ignorer ou de ngliger.

En premier lieu, la Terre a-t-elle une corce solide, une lithosphre?
Nous avons vu que des thoriciens d'une grande autorit se prononcent
pour la ngative. Ils ne veulent pas admettre qu'une crote relativement
mince, enveloppant un noyau liquide, rsiste aux mares qu'elle aurait 
subir, au poids des montagnes dont sa surface est hrisse. Pour Lord
Kelvin, pour M. Darwin, la solidification d'une plante doit commencer
par le centre, progresser vers la surface, et ne porter en dernier lieu
que sur une couche mince.

Les gologues se montrent, en gnral, peu disposs  marcher dans cette
voie; il nous semble que leur rpugnance pourrait tre fonde avec plus
de force encore sur l'examen de la surface de la Lune. Non seulement, en
effet, les panchements venus de l'intrieur y ont nivel le fond des
mers et des cirques, mais, ce qui est plus significatif encore, des
fragments solidifis, pais de plusieurs milliers de mtres, ont pu y
flotter  la drive.

On continuera donc, malgr les beaux travaux mathmatiques auxquels nous
avons fait allusion,  parler de l'corce solide des plantes. On le
peut en conscience, parce que, pour simplifier le problme et le rendre
accessible au calcul, on est oblig d'introduire ds le dbut des
hypothses hasardeuses, notamment celle d'une certaine homognit.
Devant cette ncessit, les faits d'observation gardent une valeur
prpondrante. Que l'on prenne garde, en contestant  l'intrieur des
plantes le droit d'tre fluide,  leur crote celui de se supporter
elle-mme, de ressembler aux mdecins du XVIIe sicle, qui refusaient au
sang la facult de circuler dans les artres.

Un second litige, dans lequel les astronomes auraient leur mot  dire, a
pour sujet la formation des montagnes. Ainsi que nous l'avons vu au
Chapitre V, la thorie de la contraction par refroidissement, aprs
avoir travers une priode de brillante faveur, se heurte  des
objections. On trouve le refroidissement sculaire trop lent, trop peu
sensible pour donner lieu  des dformations aussi grandes. Il faut
admettre, dit-on, que le poids des sdiments dposs sur les rivages les
contraint  s'affaisser, relve par un mouvement de bascule une bande de
terrain parallle, et tend ainsi  exagrer les diffrences de niveau
primitives.

L'examen de la Lune doit nous faire envisager ce complment
d'explication avec beaucoup de dfiance. Sur notre satellite les
rosions, les sdiments, ne se rvlent que par des traces
insignifiantes et douteuses. Et cependant les diffrences de niveau y
sont normes et brusques. Nous y voyons, aussi clairement que sur la
Terre, les sommets les plus levs accumuls au bord des massifs, les
fosses ocaniques rejetes prs des ctes. Si donc la thorie de la
contraction tait juge insuffisante pour rendre compte de l'apparition
des montagnes, ce n'est pas au poids des sdiments qu'il faudrait faire
appel pour y suppler. L'expdient, ft-il jug efficace pour la Terre,
ne le serait pas pour la Lune. La raction du fluide intrieur, comprim
par les affaissements, semble, au contraire, fournir les lments d'une
explication admissible dans tous les cas.

Enfin, les caractres si nets par lesquels les montagnes lunaires se
diffrencient des montagnes terrestres doivent nous suggrer une
dernire rflexion.

Pour les naturalistes du commencement du XIXe sicle, les chanes
montagneuses avaient comme origine des compartiments soulevs. Pour
leurs successeurs immdiats, ce sont des massifs demeurs en retard sur
l'affaissement des rgions voisines. Pour nos contemporains, ce sont
uniquement des fragments plisss par compression latrale.

Ce dernier point de vue pourrait bien tre trop exclusif. La tendance au
plissement, si gnrale qu'elle soit sur la Terre, ne se manifeste
assurment pas sur la Lune. Elle n'est donc pas une condition ncessaire
pour la gense des montagnes. Ne serait-elle pas particulire 
certaines priodes de l'histoire gologique?

Nous sommes conduits  le penser par un travail souvent cit de M.
Davison[13]. En tudiant de plus prs la loi formule par lie de
Beaumont, il a t amen  faire la remarque suivante: l'mission de la
chaleur dans l'espace ne se fait plus aux dpens de la surface, dont le
refroidissement est achev. Mais elle ne se fait pas davantage aux
dpens des couches trs profondes, dont la temprature demeure
sensiblement invariable. Le taux extrme du refroidissement est atteint
 une profondeur que l'on peut estimer, pour la Terre,  100km. Il en
rsulte que les plissements n'ont aucune raison de se produire au del
de 8km de profondeur. Plus bas, les couches, se contractant plus que
celles qui les supportent, se trouvent tires.

[Note 13: C. DAVISON, _On the distribution of strain in the Earth's
crust_ (_Philosophical Transactions_, 1887).]

Ce chiffre de 8km est relatif aux conditions que la Terre traverse
aujourd'hui. Il tend  augmenter si le refroidissement poursuit sa
marche rgulire. Mais qu'une cause rfrigrante extrieure vienne  se
faire sentir, ce sera la couche superficielle qui supportera la
dperdition la plus grande. Les plissements seront supprims, et la
tendance  l'tirement deviendra gnrale.

C'est prcisment ce qui semble s'tre produit pour la Lune. On ne peut
gure douter qu'elle n'ait possd une atmosphre d'une densit notable.
A une poque peut-tre rcente cette atmosphre s'est vanouie,
disperse dans l'espace ou absorbe par des combinaisons solides. Prive
de son manteau protecteur, la surface a subi un refroidissement intense,
et la possibilit mme des plissements a disparu jusqu' ce qu'un nouvel
tat d'quilibre ft atteint.

La Terre a trs bien pu traverser une priode analogue: non pas qu'elle
ait jamais t dnue d'atmosphre, mais il est cependant avr que les
climats ont subi  sa surface des variations importantes, peut-tre en
concordance avec l'activit propre du Soleil.

Pour nos latitudes, il y a eu refroidissement entre la priode houillre
et la priode glaciaire, rchauffement  la suite de la dernire priode
glaciaire. A chacune de ces variations de temprature rpondaient, dans
la crote superficielle, des efforts de sens contraire, capables avec le
temps de faire surgir des chanes de montagnes.




CHAPITRE XI.

LES CIRQUES LUNAIRES ET LES PRINCIPALES THORIES
SLNOLOGIQUES.


_Cirques lunaires et volcans terrestres._--Les traits principaux du
relief de la Lune, bassins dprims et massifs saillants, nous sont
apparus comme l'oeuvre de forces qui ont t actives sur la Terre et qui
ont produit autour de nous des effets sinon semblables, au moins du mme
ordre.

D'autre part, les mers, comme les plateaux, sont semes d'accidents
caractristiques,  tel point que nous sommes embarrasss pour leur
trouver des analogues dans nos expriences terrestres. Ils reproduisent
d'abord, en l'exagrant, un caractre que plusieurs mers lunaires nous
avaient prsent dj, c'est--dire un primtre circulaire rgulier.
Ils offrent de plus une profondeur, une rgularit, une homognit de
structure extrmement frappante. Sans que l'on puisse dire qu'ils
constituent un lment invariable et primordial de l'corce lunaire, ils
sont extrmement rpandus et, jusqu' ces derniers temps, ils ont
accapar d'une faon presque exclusive l'attention des observateurs.
Beaucoup les ont dsigns sous le nom de _cratres_ ou de _volcans_.
Nous emploierons de prfrence l'appellation de _cirque_, moins sujette
 voquer des analogies trompeuses et, par suite,  induire en erreur.

Il s'en faut en effet que, entre cirques lunaires et volcans terrestres,
la ressemblance soit telle que nous soyons en droit de conclure, sans
autre examen,  l'identit des causes. Les diffrences sont profondes et
mritent une grande attention.

Si nous prenons, par exemple, un cirque lunaire de premier rang et bien
conserv, tel que Langrenus, Copernic ou Arzachel (_fig. 38_,)il est
certain que la rgularit du bourrelet, sa hauteur uniforme suggrent
des comparaisons avec les cratres de volcans. Mais la ressemblance
n'existe qu'en plan. Le cirque lunaire est bien plus grand que le
cratre terrestre. Il y a, dans les exemples que nous avons cits, 80km
ou plus d'un bord  l'autre. Aucun cratre terrestre en activit ne
mesure 2km de large, et, si l'on rencontre des bassins volcaniques plus
vastes (la Caldiera de Palma, les cirques de la Runion, le Kilauea des
les Sandwich), ce sont des emplacements de crotes effondres, et non
des orifices de chemines.

Le cirque lunaire est galement beaucoup plus profond (de 3000m 
6000m). Le volume de la cavit est fort suprieur  celui du bourrelet
entier, au lieu que le cratre terrestre n'entame qu'une faible portion
de la montagne qui le porte. Le fond du cirque est ordinairement plat et
s'abaisse bien au-dessous du plateau environnant. Il n'est pas rare de
voir s'lever au centre une montagne ou un groupe de montagnes
absolument isols. Quelquefois il n'y a pas de bourrelet du tout, ou du
moins pas de pente extrieure, comme dans Ptolme. Le rebord, coup de
valles nombreuses, n'a aucun caractre d'unit. D'une faon gnrale,
le volcan terrestre est en relief, le cirque lunaire est en creux (_fig.
43_).

A cette diffrence radicale dans l'aspect externe se joignent, pour nous
conseiller la rserve, la trs grande difficult de distinguer entre les
matriaux superposs, l'impossibilit de prlever des chantillons et de
pratiquer des coupes. Mieux vaut donc oublier momentanment ce que nous
pouvons savoir des volcans, demander  l'observation directe ou
photographique de la Lune, sans ide prconue, tout ce qu'elle peut
donner. Nous comparerons les cirques entre eux, en nous attachant de
prfrence aux plus grands et aux mieux visibles; nous tcherons de nous
insinuer dans leur intimit. Sur un nombre aussi grand d'individus (les
Cartes en ont enregistr 30000 et elles ne sont pas compltes), des
familles naturelles finiront bien par se dessiner. Nous devrons
rechercher les relations de ces divers groupes, tablir leur ordre de
succession. L'application des lois lmentaires que nous ne pouvons
supposer en dfaut liminera plusieurs des hypothses qui auraient pu
tre imagines tout d'abord. Si, aprs ce passage au crible, l'analogie
avec les volcans terrestres demeure indique ou seulement possible, nous
y aurons recours, sans vouloir pousser nos dductions trop loin, car les
gologues eux-mmes ne sont pas tous d'accord sur l'origine de ces
manifestations redoutables.

Pour excuter ce programme  la lettre, nous aurions d'abord  excuter
une reconnaissance gnrale de toute la surface visible de la Lune, en
nous attachant  la statistique et  la description des cirques. Mais
cette analyse nous conduirait  excder de beaucoup les bornes imposes
 ce petit Livre. Nous allons essayer d'en condenser les rsultats,
renvoyant pour le dtail aux Mmoires qui accompagnent les diffrents
fascicules de l'Atlas publi par l'Observatoire de Paris.


_Distribution des cirques._--Aucune aire un peu tendue, sur la Lune,
n'est tout  fait exempte de cirques. Ils sont en gnral plus nombreux,
cela est vident  premire vue, sur les continents que sur les mers. La
rgion la plus pauvre comprend les massifs montagneux des Alpes, du
Caucase, des Apennins et quelques golfes trs unis qui agrandissent le
primtre des mers. La rgion la plus riche est la calotte australe, o
il y a superposition, mais non enchevtrement d'enceintes successives
apparues sur le mme emplacement. Quand un cirque est incomplet, ce
n'est point par avortement, mais par destruction totale de la partie
manquante. Chaque conflit de deux formations permet donc d'assigner
entre elles un ordre chronologique, et l'on constate que les cirques les
derniers venus sont presque sans exception les plus petits et les plus
profonds. On est donc doublement fond  les considrer comme forms aux
dpens d'une crote progressivement paissie (_fig. 47_).

Sur une Carte d'ensemble, nous pouvons voir que les cirques tombent
moins souvent dans le primtre des mers et plus souvent sur leur limite
que ne le comporterait une distribution fortuite. Ils affectionnent les
grandes cassures qui servent de limites aux fosses mditerranennes. En
pareil cas, leur centre ne se place pas exactement sur la ligne de
rupture, mais un peu  l'intrieur du ct concave, et la mme loi rgit
les petits cirques parasites placs sur le rebord des grands. Dans les
rgions des hauts plateaux, o l'corce est parcourue par des sillons
rectilignes, ces sillons commandent souvent l'alignement des cirques en
limitant l'expansion de tous ceux qu'ils rencontrent, et dessinent des
tangentes communes, soit intrieures, soit extrieures, au contour de
plusieurs cirques (_fig. 45_). Il n'est pas rare non plus de voir des
grands cirques former des chanes alignes sur le mridien. Il suffira
de citer les associations Langrenus, Vendelinus, Petavius; Thophile,
Cyrille, Catherine; Ptolme, Alphonse, Arzachel; Thebit, Purbach,
Regiomontanus, Walter. Mme en l'absence de sillons rectilignes, on voit
des sries de petits orifices soit sur les hauts plateaux, soit sur le
fond des mers, former des chapelets, des alignements serrs et
manifestes.


_Caractres distinctifs des cirques._--Un certain nombre se classent 
part par un relief vigoureux, des artes vives, un air gnral de
jeunesse et d'intgrit. Ces caractres sont surtout communs chez les
petits individus, mais il y en a aussi de fort grands dans le mme cas.
Tel est par exemple Thophile, le bassin le plus profond de la partie
centrale de la Lune. Le bourrelet, d'une rgularit surprenante, semble
construit au tour. D'un bord  l'autre, on mesure exactement 100km. La
pente est douce vers le dehors et la dnivellation totale ne s'value
pas facilement; mais  l'intrieur on peut mesurer la largeur de
l'ombre, et l'on s'assure qu'il y a 5500m de diffrence d'altitude entre
le rempart et la plaine. Aucune montagne terrestre ne s'abaisse de si
haut dans le mme espace, et l'on peut prsumer qu'un spectateur plac
sur le massif central aurait sous les yeux un tableau des plus
imposants. Ce massif est considrable, domin par plusieurs pics. Ici
encore, l'ombre se prte  la mesure et accuse une altitude de 2000m. Il
s'en faut bien, par consquent, que le massif central atteigne au niveau
du rempart (_fig. 31_).

Aristarque, Eudoxe, Aristote, Langrenus, Tycho sont d'autres
reprsentants du type saillant et vigoureux. Tous possdent des
montagnes centrales  plusieurs sommets distincts. Le rempart prsente
quelques points anguleux et s'abaisse par gradins vers l'intrieur. Il
semble souvent que l'on ait essay de plusieurs bauches polygonales
avant de s'arrter  une forme circulaire qui se superpose aux premires
sans les effacer en totalit. Un autre trait digne d'tre retenu est la
prsence de digues rectilignes qui limitent en divers sens l'expansion
du cirque et l'encadrent dans un hexagone ou dans un quadrilatre (_fig.
47, 48_).

D'autres grandes enceintes prsentent, avec une dpression plus faible,
un intrieur encore plus uni. Tel est Platon, o il faut une lunette
puissante et beaucoup d'attention pour apercevoir quelques accidents. Il
est le _Lac noir_ des premiers slnographes, et, en effet, il offre
cette particularit de trancher par sa teinte sombre sur les plaines
voisines, et cela d'autant plus que le Soleil y approche plus du
mridien. Un observateur plac au milieu de Platon pourrait s'y croire
perdu dans une plaine illimite. C'est tout au plus, en effet, si la
courbure du globe lunaire lui laisserait apercevoir les points les plus
levs de l'enceinte (_fig. 40_).

Au type de Platon se rattachent Archimde, Posidonius, Taruntius,
Guttemberg, Pitatus, Gassendi, tous situs dans le voisinage immdiat de
mers, dont les sparent seulement des digues minces ou dgrades (_fig.
50, 51_).

Les spcimens que nous venons d'numrer sont des formations de grande
tendue, mesurant 50km  150km de large. Il y en a beaucoup de moindres,
jusqu'aux plus petits diamtres perceptibles, mais il y en a aussi de
plus grands. D'habitude on ne leur donne pas la qualification de
_cirques_; on leur rserve le nom de _mers_ ou de _golfes_. Au fond,
cette dmarcation n'a pas une grande importance, et son caractre est
plutt conventionnel. Ainsi la mer des Crises, encadre comme Ptolme
dans un hexagone, est aussi bien dlimite et n'est pas plus exactement
aplanie que lui. Elle s'tend  2000m ou 3000m en contre-bas des
montagnes qui l'entourent (_fig. 32_).

La mer du Nectar, bien circulaire encore avec ses 200km de rayon, est
loin d'tre aussi profondment encaisse que Thophile, qui se rencontre
tout auprs. Mais portons notre attention sur la rgion environnante, et
nous verrons que la mer du Nectar est seulement la partie centrale d'un
affaissement bien plus tendu, qui s'est propag par zones
concentriques, et dont la cassure des monts Alta dessine la limite.
Ainsi la tendance de notre satellite  dtacher par des crevasses
circulaires des fragments de son corce, qui descendent ensuite
au-dessous du niveau environnant, peut s'exercer sur de trs grandes
tendues  la fois, et toute explication mcanique des cirques doit tre
tenue pour insuffisante et suspecte, si elle n'est pas capable de
s'adapter  ces cas extrmes (_fig. 33_).

Ce qui donne aux cirques leur individualit, leur physionomie propre, ce
n'est pas l'espace plus ou moins grand qu'ils occupent, c'est avant tout
le caractre saillant du rempart, son dessin circulaire ou polygonal, la
profondeur du bassin, la prsence d'une montagne centrale. Peut-on  ces
caractres faire correspondre un ordre de succession ou une localisation
dtermine? Le problme est compliqu, mais point insoluble. Ainsi, dans
certaines rgions, l'aspect vigoureux et net est de rgle; ailleurs, ce
sont le dlabrement et la vtust qui dominent. Au voisinage du ple
Sud, nous ne voyons gure que des trous profonds et rguliers, dcoups
dans un plateau d'altitude uniforme. Il se rencontre ici des altitudes
de 6000m et 7000m, dpassant mme celle de Thophile. Dans la rgion
arctique, au contraire, ces formes vigoureuses sont exceptionnelles. Ce
sont les fonds des cirques qui paraissent constituer la partie moyenne
de la plante. Au lieu de plateaux interposs, nous n'avons plus que de
minces digues de sparation, plutt rectilignes que circulaires, et dans
un mauvais tat de conservation (_fig. 46_).

Aprs ces gnralits, il convient de signaler quelques formes que l'on
a plus rarement occasion d'observer, mais que l'on relverait sans doute
en plus grand nombre si l'on avait la facult d'y regarder de plus prs.
Ainsi quelques enceintes se montrent partages en deux moitis par un
sillon rectiligne, soit en relief, soit en creux. Le premier cas est
ralis par Alphonse (_fig. 43_), le second par Petavius. On y souponne
une deuxime fissure, dirige en apparence suivant le diamtre conjugu
de l'ellipse, en ralit oriente perpendiculairement  la premire.
Petavius est encore digne de remarque par l'importance du massif
central, la structure du rempart en tages et son inscription dans un
quadrilatre (_fig. 41_). Ces encadrements rectilignes, dont on relve
avec un peu d'attention beaucoup d'exemples, sont le plus souvent
tangents aux limites des cirques. Mais quelquefois aussi ils se tiennent
 distance. Tycho, par exemple, occupe le milieu d'un paralllogramme
dont tout l'intrieur a subi un affaissement visible; mais le cirque,
d'aspect vigoureux et moderne comme Thophile, est rest confin dans la
partie centrale, et maintenu entre deux digues parallles et plus
rapproches. L'corce lunaire a possd, au moins dans certaines
parties, une sorte de charpente osseuse comparable  la carcasse
mtallique d'une serre. Les cases de ce damier gigantesque ont jou les
unes par rapport aux autres, avec une tendance gnrale 
l'affaissement. Le milieu de chaque case a prsent des conditions
particulirement favorables pour la formation d'un cirque, et les crtes
de sparation ont souvent arrt l'expansion du bassin. On s'explique
par l le grand nombre des sillons tracs suivant des tangentes communes
 des enceintes voisines (_fig. 47_).

Ainsi ce ne sont pas des causes extrieures et accidentelles, ce sont
les ingalits de rsistance de l'corce qui ont dtermin  l'avance
les emplacements des grands cirques.


_Auroles et tranes._--Un autre phnomne bien remarquable, mais
limit  un nombre relativement petit de cirques lunaires, est celui des
auroles blanches. Elles apparaissent mieux lorsque le Soleil, un peu
lev, a dissip les ombres et rendu possible une juste apprciation des
teintes. Continue dans le voisinage du cirque, l'aurole ne tarde pas 
se diviser en tranes qui s'tendent  plusieurs centaines de
kilomtres dans toutes les directions, avec quelques lacunes ou
irrgularits.

Les tranes sont un accident superficiel. Elles n'altrent pas le
relief des rgions qu'elles traversent; elles franchissent, sans tre le
moins du monde dvies, les montagnes places sur leur trajet, et ne
manifestent aucune tendance  s'couler par les valles qu'elles
croisent. Quand elles s'arrtent ou s'interrompent, c'est le plus
souvent  la rencontre de bassins dprims, dont la teinte sombre a
rsist avec succs  l'extension des auroles.

Certains foyers ne rayonnent pas dans toutes les directions: ainsi
Proclus laisse ouvert entre deux tranes voisines un secteur sombre de
120 (_fig. 32_). D'autres n'mettent qu'un petit nombre de tranes
isoles: tel Messier, qui envoie vers l'Est un double panache, tellement
semblable  une queue de comte qu'un astronome du dernier sicle
voulait absolument y voir une reprsentation intentionnelle offerte 
notre curiosit par d'ingnieux habitants de la Lune (_fig. 28, 29_).

Un de ces systmes de tranes mrite une attention particulire. C'est
Tycho, dj signal tout  l'heure, qui en est le centre. Son
rayonnement embrasse bien une moiti de la partie visible de la Lune. Il
est si tendu qu'aucune photographie ne peut bien en montrer tout
l'ensemble. Mais les images partielles mettent en vidence une
particularit remarquable: l'aurole ne s'tend pas aux pentes
extrieures du cirque. Elle y est remplace par une couronne sombre. Ce
cas n'est pas isol; il y en a d'autres exemples, mais celui de Tycho
est le plus apparent (_fig. 42_).

Il est inadmissible que la cause qui produit les tranes, quelle
qu'elle soit, n'entre pas en jeu au voisinage immdiat du centre
d'action. Si donc l'aurole ne commence pas au bord mme de l'orifice,
ce n'est pas que la matire constitutive des tranes blanches y ait
manqu, c'est qu'elle a t recouverte par un dpt plus rcent, de
couleur sombre, mais moins susceptible de s'tendre  de grandes
distances.


_Aperu des principales thories slnologiques._--Les dissemblances
trs accentues qui existent entre les cratres des volcans terrestres
et les cirques lunaires ont provoqu des tentatives intressantes, mais
 notre avis infructueuses, pour expliquer l'origine des cirques sans
faire appel aux phnomnes volcaniques.


_Thorie des tourbillons._--Ainsi, dans une Communication prsente 
l'Acadmie des Sciences en 1846, un officier franais, le capitaine
Rozet, signale d'autres exemples de forme circulaire prsents par la
nature. Ce sont les tourbillons fluviaux et marins, les cyclones
atmosphriques. Dans ce dernier cas aucune limite de grandeur n'est plus
impose. De plus, les tourbillons peuvent natre partout o se trouvent
en prsence des courants de vitesse diffrente. Ils ont la proprit de
rejeter  leur circonfrence les matriaux qu'ils transportent. Voici
donc trouvs les artisans des mers et des grandes enceintes. Chacune
d'elles marque l'emplacement d'un tourbillon provoqu par les mares et
les variations de temprature sur la Lune encore liquide. A mesure que
la solidification progressait, les tourbillons accumulaient sur leurs
bords les scories dont ils taient chargs. Ainsi se sont, avec le
temps, difis les remparts.


_Thorie des mares._--Faye est pour le volcanisme un adversaire non
moins dtermin et redoutable. Point de volcans, nous dit-il, sans
d'abondantes missions de vapeur d'eau et de gaz; or la Lune n'a ni eau
ni gaz, donc les cirques lunaires ne sont point des volcans. A leur
place Faye met en jeu la force des mares provoques par l'attraction de
la Terre sur le noyau encore fluide de la Lune. Ce flot priodique a
dpens aujourd'hui toute son nergie  tablir l'galit entre les
dures de rotation et de rvolution de notre satellite, mais auparavant
il a pu se montrer capable d'actions mcaniques importantes. Le fluide
intrieur, rduit  se faire jour par d'troits orifices, les a
lentement uss et arrondis, de manire  donner  chacun d'eux les
dimensions actuelles des cirques. Ce mme fluide a exhauss les bords de
l'entonnoir en venant priodiquement s'y figer. Un retrait gnral a
prcd la solidification. Du fond plat ainsi constitu, une dernire
ruption a fait jaillir la montagne centrale. On peut citer comme
confirmant en partie les ides de Faye les expriences plus rcentes de
MM. H. Ebert et W.-H. Pickering. L'un et l'autre sont arrivs  produire
artificiellement des enceintes circulaires  bourrelet saillant par des
alternatives d'aspiration et de refoulement sur une masse fluide
encrote.


_Thorie de l'bullition._--D'autres exprimentateurs, notamment M.
Stanislas Meunier, se sont livrs, dans un but scientifique, 
l'opration culinaire connue sous le nom de _friture_. On prend une
matire pteuse, pltre, mortier ou ciment; on y incorpore de l'eau, un
peu de matire grasse ou de glu pour faciliter la prise, et l'on chauffe
le mlange. Un moment vient o des bulles volumineuses crvent  la
surface. Si les proportions ont t bien choisies un certain nombre de
bulles laissent leur empreinte dans la crote fige, et ces empreintes
sont des images passablement fidles des cirques lunaires. Ou ces
expriences sont sans application  notre sujet, ou leurs auteurs nous
demandent d'admettre qu'un grand cirque peut ainsi se former d'un seul
coup, c'est--dire qu'une bulle dgage dans une masse pteuse peut
mesurer aussi bien 100km que 1cm. La transition est encore plus
malaise, on en conviendra, que des cratres terrestres aux cirques
lunaires.


_Thorie glaciaire._--S'il faut renoncer  faire creuser les cirques par
les forces intrieures, on invoquera dans le mme but les agents
externes, par exemple la diffrence de temprature entre le globe
lunaire et l'espace cleste. C'est ainsi que, pour M. Ericsson
(_Nature_, vol. XXXIV, anne 1886, p. 248), la Lune est dans son
ensemble couverte de glace; mais, sur certains points privilgis, la
chaleur du sol fond cette glace et vaporise l'eau de fusion. Une partie
retombe en neige sur les bords de l'entonnoir, o elle se condense et
s'accumule. La partie qui retombe  l'intrieur y est liqufie et
vaporise de nouveau, et le cycle se continue jusqu' la conglation
finale de l'ensemble.


_Thorie mtorique._--On sent bien la difficult d'expliquer ainsi la
montagne centrale, l'altitude irrgulire du bourrelet, la dpression du
fond du cirque par rapport aux plateaux voisins. Aussi s'est-on demand
si les orifices innombrables dont la surface lunaire est seme ne
seraient pas des empreintes de projectiles venus des profondeurs de
l'espace. Il semble que cette ide ait t mise pour la premire fois
par Gruithuisen en 1846. Il est vident qu'elle ne s'appuie  aucun
degr sur les faits d'observation concernant les bolides et les toiles
filantes. Les projectiles qui nous arrivent des profondeurs de l'espace
sont insignifiants par rapport au volume de la Terre et ne contribuent
dans aucune mesure apprciable au model de sa surface. Il n'est pas
moins hasardeux de faire bombarder la Lune par des projectiles venus de
la Terre, car les plus violentes explosions volcaniques sont bien loin
de communiquer aux matriaux mis la vitesse ncessaire, et rien ne
donne lieu de penser qu'elles aient eu plus d'nergie dans le pass. Il
semble mme certain que les ruptions sont d'autant plus calmes que l'on
se rapproche davantage d'un tat gnral de fluidit.

Ce qui rend sduisante l'hypothse mtorique (ou balistique), c'est la
possibilit de rattacher  une origine analogue les accidents de toute
dimension, cratres, cirques et mers, que relient ensemble une certaine
ressemblance et une apparente continuit. C'est aussi la facult que
l'on a d'obtenir des formes analogues par des essais de laboratoire et
la tendance bien naturelle des exprimentateurs  considrer ces
analogies comme dcisives, malgr l'norme diffrence des chelles. Le
difficile, videmment, n'est pas d'obtenir un trou, c'est de faire
natre un relief saillant de quelque importance si la surface choque
est rsistante, de quelque dure si on la prend fluide ou semi-fluide.
Il ne peut tre question non plus d'imprimer aux projectiles des
vitesses comparables  celles des corps clestes. Les expriences les
plus varies et les plus heureuses dans cette direction sont dues  la
persvrance de M. Alsdorf. Elles ont t publies en 1898[14]. M.
Alsdorf renonce  l'emploi des substances pteuses essayes par ses
prdcesseurs. Ces substances ne donnent jamais qu'un type de bourrelet
et de montagne centrale, et ne s'adaptent pas  la varit des accidents
lunaires. Il est prfrable d'tendre sur une planche une couche de
poudre homogne: c'est le lycopode qui russit le mieux. On y projette
sous divers angles des balles lastiques de caoutchouc ou de laine. En
se relevant, le projectile exerce sur la poudre une sorte d'aspiration.
Un bourrelet se forme dans la priode de compression, une minence
centrale dans la priode de dilatation. Que l'on emploie un projectile
de forme irrgulire, et l'enceinte va devenir anguleuse. Que l'on
superpose deux couches de teinte diffrente, et les particules ramenes
 la surface ou projetes au dehors imiteront les tranes divergentes.
On dispose pour varier les effets de trois lments principaux, vitesse
du projectile, angle d'incidence, rapport de l'paisseur de la couche
poudreuse au diamtre de la balle.

[Note 14: H. ALSDORF, _Experimentelle Darstellungen von Gebilden der
Mondoberflche, mit besonderer Bercksichtigung des Details._ _Gaea_,
1898, Erstes Heft, s. 35.]

[Illustration: Fig. 26. Reproduction artificielle des cirques lunaires,
par M. HERMANN ALSDORF. Extrait du journal _Gaea_, anne 1898, publi
par EDUARD HEINRICH MAYER,  Leipzig, Rossplatz, 16.]

Les photographies donnes par M. Alsdorf ne feront pas illusion  un
observateur familier avec les cirques lunaires, mais il n'est pas
contestable, cependant, que la ressemblance ne soit relle. Avant de
conclure de cette ressemblance  l'identit des causes, il est clair que
plusieurs questions pralables sont  rsoudre. La probabilit _a
priori_ pour que le mcanisme invoqu ait agi est un lment
indispensable de dcision. Un projectile vigoureusement lanc peut
communiquer autour de lui un branlement plus ou moins tendu, mais,
s'il laisse une empreinte durable et nettement termine, cette empreinte
excdera peu les dimensions du projectile. Faut-il admettre que la Lune
ait reu, dans toutes ses parties, une averse de bolides de 100km de
diamtre, bombardement que l'on n'a jamais constat et dont les
observations gologiques n'indiquent aucune trace? M. Alsdorf ne recule
pas devant cette consquence. Faudra-t-il croire aussi que, deux corps
clestes venant  se rencontrer, le plus petit rebondira comme une balle
lastique, sans qu'il y ait crasement ou pntration? Ici
l'invraisemblance est trop forte. Aussi M. Alsdorf renonce finalement 
interprter son exprience au profit de la formation des montagnes
centrales. Il admet que la pntration du projectile est suivie d'un
violent dgagement de chaleur, sous l'influence duquel le massif
intrieur surgit au fond de l'empreinte.




CHAPITRE XII.

L'INTERVENTION DU VOLCANISME DANS LA FORMATION
DE L'CORCE LUNAIRE.


_Impossibilit d'exclure compltement les forces internes._--Les
tentatives d'explication du relief lunaire dont nous avons indiqu le
principe mettent toutes, au dbut, la prtention d'exclure les
phnomnes ruptifs. Mais, ds qu'on leur demande de dvelopper leurs
consquences ou de rendre compte de certains traits spciaux, on
s'aperoit bientt que le volcanisme y est moins maltrait qu'il n'en a
l'air. On le proscrit au dbut, mais en dfinitive on revient  lui.
Qu'est-ce, en effet, qu'une ruption, sinon la cration d'un relief sous
l'influence d'un excs de pression interne? Or c'est bien  des actions
de ce genre que M. Stanislas Meunier demande l'rection instantane d'un
cirque lunaire. Ce sont elles que Faye et M. Alsdorf chargent de
construire d'un seul coup les montagnes centrales, c'est--dire des
massifs de 1500m  2000m de haut. C'est exiger des forces ruptives plus
qu'elles ne sont capables de donner d'aprs notre exprience terrestre,
car les grands difices volcaniques sont tous le rsultat
d'accumulations sculaires. Pas une seule exprience terrestre ne nous
amne  considrer comme possible l'apparition d'une vritable montagne
comme contre-coup d'un choc ou d'une explosion.

La thorie des tourbillons et la thorie glaciaire sont en ralit les
seules  ne rien emprunter aux volcans. Mais toutes deux prsentent des
lacunes capitales en ce qui concerne les montagnes centrales, les
tranes divergentes et les grandes fissures. Et mme si l'on s'attache
aux cirques, que l'on se propose plus spcialement d'expliquer, une
analyse plus complte montrera que l'intervention des tourbillons ou des
concrtions de glace est, en dfinitive, inoprante. Attribuer aux
cyclones les dimensions des mers lunaires, c'est vouloir qu'ils voluent
au sein d'un fluide presque parfait et dnu de rsistance. Ds lors il
devient impossible d'admettre que tous ou mme la majorit d'entre eux
aient occup des emplacements stables. On ne peut plus leur demander
d'difier des remparts de cirques, de faire surgir en dpit de la
pesanteur des constructions rgulires et permanentes de plusieurs
milliers de mtres de hauteur. Cette persistance dans l'action ne cadre
pas avec un temprament voyageur. Autant que nous pouvons le savoir, les
cyclones dtruisent et ne btissent pas.

Le concours de longues priodes de temps n'est pas moins ncessaire si
l'on veut faire constituer de hautes montagnes par des condensations
neigeuses successives. Ds lors la rpartition de ces dpts n'aurait pu
se faire d'une manire aussi irrgulire en dpouillant certains
emplacements, toujours les mmes, au profit d'une bande troite qui les
entoure. Les chutes de neige attnuent toujours le relief existant, par
cette simple raison que la neige obit  l'action de la pesanteur plus
aisment que tout autre lment solide de l'corce. Les remparts des
cirques, s'ils avaient t forms par cette voie, se maintiendraient 
des altitudes trs uniformes, au lieu d'tre, comme il arrive souvent,
coups de valles et de brches profondes. L'influence de la latitude
aurait d se faire sentir dans la distribution des neiges, et des
calottes plus paisses se seraient formes sur les ples, o le relief
est, au contraire, trs accident. Enfin l'existence prsente d'une
aussi grande quantit de glace sur la Lune supposerait, dans le pass,
une priode o d'abondantes condensations liquides se seraient
produites. Elles auraient entran comme consquences fatales des
phnomnes d'rosion et de sdiment dont les traces seraient demeures
visibles et, en tout cas, l'obstruction des fissures.

La structure du rempart des cirques donne un dmenti galement net  la
thorie des mares. La fusion des bords d'un orifice, l'panchement d'un
liquide au dehors, sa solidification par nappes ncessairement trs
minces, ne peuvent donner lieu qu' un relief extrmement doux,  peine
apprciable. L'effort d'un liquide comprim peut provoquer la rupture ou
la dchirure de la paroi qui l'enferme, nullement la formation
d'orifices espacs et rguliers, moins encore celle d'un pic de grande
altitude. Si MM. Ebert et Pickering ont russi  produire ainsi des
bourrelets saillants, il est hors de doute que leur succs est li  la
petite chelle des expriences. Un liquide sortant en grandes masses ne
peut que s'pancher en larges nappes et non s'accumuler sur certains
points privilgis. Les mares peuvent avoir leur rle dans la
distribution gnrale des mers et des cirques, mais des forces plus
nergiques et plus localises s'accusent, dans chaque formation
particulire, comme prpondrantes.

C'est encore  la dimension trs rduite des objets qu'est li le succs
partiel de la thorie de l'bullition. Dans une masse fluide, les gaz
qui viennent se dgager  la surface ne laissent pas d'empreinte. Des
vestiges pourront subsister si la matire est pteuse et choisie de
telle faon que le point d'bullition et le point de solidification
soient presque confondus. Mais aucun choix de substances, aucune
application calcule de la chaleur ne peut amener la formation de bulles
dpassant quelques centimtres. Veut-on que les gaz s'chappent d'une
manire intermittente et en masses plus grandes, il faut laisser se
former une crote solide. Celle-ci cdera sous une pression suffisamment
forte, par fissurement ou explosion, mais les ouvertures formes ne
prsenteront plus de ressemblance, mme loigne, avec les cirques
lunaires.

L'explication mtorique ou balistique se dfend mieux. Elle peut en
effet invoquer  la fois des faits d'observation et des expriences. La
Terre recueille sur son passage des corps nombreux, arolithes ou
bolides; il est trs probable que la Lune en reoit aussi; il est
possible qu'elle en ait reu dans le pass beaucoup plus. D'autre part,
les essais de M. Alsdorf montrent qu'avec un choix judicieux et
intentionnel de matires meubles et de projectiles lastiques, la
plupart des accidents lunaires peuvent tre imits.

Il semble, d'abord, qu'il y ait disproportion inadmissible entre l'effet
constat et la cause prsume. Les bolides tombs sur la Terre
n'approchent point de la dimension des cirques. Ils atteignent la
surface avec de trs grandes vitesses relatives et sous tous les angles,
au lieu que les orifices rguliers de la Lune ne peuvent tre imputs
qu' des chutes normales. On ne voit pas enfin pourquoi la Lune aurait
eu le monopole de ces normes empreintes,  l'exclusion de notre globe.

On peut attnuer beaucoup la force apparente de ces objections, ainsi
que l'a montr M. Gilbert dans une intressante tude[15]. Les
projectiles dont la Lune garde la trace ne seraient point de la mme
origine que les arolithes; ils n'auraient pas davantage t lancs par
la Terre encore incandescente. Ce seraient des satellites de la Terre au
mme titre que la Lune, circulant avec elle dans une mme orbite et que
l'attraction prpondrante de l'un d'eux aurait, dans le cours des ges,
agglomrs en un seul corps. Ds lors, ils peuvent s'tre rejoints avec
de mdiocres vitesses relatives, et pour les dernires chutes, les
seules dont nous observions les traces, l'attraction centrale devait
avoir pour consquence une incidence  peu prs normale.

[Note 15: _The Moon's Face, a story of the origin of its features_, by
C.-K. GILBERT (_Bull. phil. Soc. of Washington_, vol. XII, p. 241).]

Cette transformation progressive d'un anneau quatorial en un satellite
unique est expressment propose par Laplace,  titre d'hypothse,  la
fin de sa _Mcanique cleste_. Depuis, l'exprience clbre de Plateau a
montr le passage d'un anneau continu  un certain nombre de satellites
globulaires, jamais, croyons-nous, la runion de tous ces globules en un
corps unique. Il est remarquable que tous les efforts des gomtres pour
analyser les divers degrs de cette mtamorphose ont chou, et que
divers thoriciens, notamment MM. Kirkwood et Stockwell, ont t amens
 la considrer comme trs invraisemblable. Il n'a pas t prouv,
cependant, qu'elle ft impossible et le fait que, pour une distance
moyenne donne du centre attractif, il n'existe en gnral qu'un seul
satellite ou qu'une seule plante, constitue en faveur de l'hypothse de
Laplace une prsomption favorable dont l'explication mtorique doit
bnficier.

Mais la difficult la plus grave est ailleurs. On est oblig pour le
succs des expriences de se placer dans des conditions physiques qui ne
peuvent pas tre ralises, mme approximativement, sur la Lune.

Ainsi, que la surface choque soit liquide ou instantanment liqufie
par le choc ou simplement pteuse, on n'obtiendra comme rsultat final
qu'un relief nul ou insignifiant. Si le projectile pntre dans une
crote rsistante, on obtient un trou, mais pas de bourrelet saillant,
point de fond plat ni de montagne centrale. Pour allier ces deux
derniers caractres, il faut recourir  l'artifice de M. Alsdorf,
c'est--dire tendre une couche de poudre sur une planche  la fois
lastique et rsistante. En supposant, contre toute vraisemblance, que
la nature ralise cette combinaison, on verra sans peine que le succs
n'est possible qu' petite chelle. Si l'on attribue au projectile les
dimensions des cirques lunaires et la vitesse due  la seule attraction
de la Lune, il ne peut plus tre question pour lui de rebondissement; il
y aura fatalement crasement ou pntration. Il ne reste pour riger le
bourrelet et la montagne centrale que le rejaillissement de gaz
conscutif au choc. Mais cette cause, essentiellement superficielle et
de trs courte dure, est incapable du travail qu'on lui demande. Le gaz
dispose pour s'chapper du trs large orifice cr par le projectile. Sa
dtente est instantane et il ne peut entraner de grandes masses
solides comme s'il tait comprim par un orifice troit.

Mais, du moment que l'on est oblig de revenir aux forces intrieures
pour expliquer la structure des cirques, on se demande quel avantage on
trouve  faire exciter ces forces par un agent extrieur. A s'en tenir
aux leons que la Terre nous donne, il est indniable que l'nergie
expansive de l'intrieur du globe est la seule force qui russisse 
combattre efficacement le poids de l'corce et  crer des reliefs
durables. Avant de recourir  des influences problmatiques,  des
catastrophes inoues, n'est-il pas sage de se demander si cette cause,
d'une ralit et d'une puissance incontestables, n'a pas t  mme de
produire sur notre satellite d'autres effets encore?

D'aprs cela, des gologues comme Poulett Scrope, des astronomes  la
suite de Nasmyth et Carpenter, ont admis que chaque cirque pouvait tre
un cratre de volcan form par explosion. L'origine de ces explosions,
se produisant  la fois sur plusieurs milliers de kilomtres carrs, ne
serait pas l'accumulation souterraine des gaz et des vapeurs, puisque la
Lune est prive d'atmosphre. Ce serait l'expansion subite que la lave,
de mme que l'eau, prouve en se solidifiant. Dans ce systme chaque
cirque devient un cratre de volcan, le rempart est form par
l'accumulation des scories et des cendres retombes en pluie, l'aurole
est un ensemble de fissures qui rayonnent du centre branl, la montagne
centrale est un cne secondaire, surgi lors d'un rveil tardif de
l'nergie ruptive.

Sous cette forme, la thorie volcanique n'a plus aujourd'hui de
partisans. Il est douteux que les laves se dilatent en se solidifiant;
aucun effet mcanique rellement observ ne se rattache  cette
expansion. Tout au plus pourrait-elle fissurer l'corce, mais non en
faire sauter une portion tendue, paisse de plusieurs milliers de
mtres. Ce n'est pas seulement un dplacement qu'il s'agit de produire,
mais une destruction, car le bourrelet est loin, en gnral, de
reprsenter le volume de la cavit, et cette disproportion est d'autant
plus forte que l'on considre des cirques plus grands. La structure du
rempart n'accuse point, quand elle est visible, un refoulement 
l'extrieur, mais au contraire un affaissement progressif vers le
centre. Les petits orifices, dont les dtails chappent, sont les seuls
pour lesquels l'origine explosive semble pouvoir tre admise.

On s'est flatt de trouver un meilleur point de comparaison en
s'adressant  une classe particulire de volcans. Ce sont les bassins
effondrs, qui n'ont jamais servi, dans leur ensemble, de bouches
d'ruption, mais dont le fond est parfois rempli de lave et se hrisse
de petits volcans secondaires. Ainsi, l'le de la Runion prsente dans
sa partie suprieure trois bassins contigus rsultant, d'aprs M.
Vlain, de l'affaissement d'une mme vote. Le piton Bory, galement
situ dans l'le de la Runion, n'est pas non plus sans ressemblance
avec quelques enceintes lunaires. Il est  noter, toutefois, que le cne
central dpasse les bords de la cassure, ce qui n'arrive point sur la
Lune.

Il existe enfin, dans les les Sandwich, sur le flanc d'un norme
volcan, un bassin d'effondrement, le Kilauea, long de 5km et qui, 
certaines poques, se remplit de lave incandescente. Cette lave y
sjourne parfois assez longtemps pour se solidifier en partie et laisse
ensuite, en se retirant, des gradins adhrents aux parois. D'aprs le
gologue Dana, qui en a fait une tude approfondie, c'est ce type de
volcan terrestre qui seul doit tre rapproch des cirques.

Cette concession n'a pas dsarm les adversaires du volcanisme. Les
bassins effondrs sont,  leur gr, encore trop petits; ils sont,
d'ailleurs, irrguliers dans leurs contours, ils manquent de remparts
saillants et, sauf l'exception peut-tre unique du piton Bory, de
montagnes centrales. Enfin rien, dans leurs abords, ne ressemble au
phnomne des tranes divergentes.

Plus rcemment, le professeur Suess est venu apporter aux ides de Dana
le complment d'observations faites sur les creusets des mtallurgistes.
Chaque cirque est pour lui un emplacement ramen  l'tat liquide par un
flux de chaleur interne. Les montagnes situes en bordure sont des
scories charries par les courants et accumules sur le rivage. Les
variations de niveau se sont accomplies moins sous l'influence des
mares que par le dgagement des gaz dissous et emprisonns. Les petits
orifices forms en dernier lieu sont des bouches d'explosion, et l'on ne
voit pas quel agent, autre que la vapeur d'eau, a pu les produire. Comme
dans la thorie de Nasmyth, les auroles sont des fissures rayonnantes,
et le changement de couleur du sol sur leur trajet est la consquence
d'manations locales, semblables aux fumerolles des volcans italiens.

A notre avis, le systme du professeur Suess restitue une place
lgitime, mais encore insuffisante,  l'expansion des vapeurs et des gaz
comprims. Qu'elle soit intervenue sous une forme ou sous une autre, il
n'y a pas de motif raisonnable d'en douter. L'absence actuelle
d'atmosphre peut tre le rsultat d'une volution rcente, ainsi que
nous l'avons vu au Chapitre IX. La Lune, moiti moins dense que la
Terre, est forme de matriaux lgers. Les gaz et les vapeurs ont d s'y
trouver en grande proportion. Ils ont t, plus aisment que sur la
Terre, enferms dans l'corce par cette simple raison qu'un globe plus
petit subit un refroidissement plus rapide.

Voici donc cette force, qui tend  soulever les couches superficielles,
en conflit avec la pesanteur qui travaille  les maintenir. Des deux
adversaires en prsence, lequel va l'emporter? Sur la Terre, l'issue du
combat n'est pas douteuse. Les matires ruptives, impuissantes 
soulever les couches solides, s'insinuent pniblement dans les fissures.
Ce n'est gure qu'au moment d'arriver au jour qu'elles font sauter,
qu'elles pulvrisent parfois le dernier obstacle oppos. Sur notre
satellite, les conditions de la lutte sont bien diffrentes. La force
expansive des vapeurs reste tout entire, il est mme probable qu'elle
est augmente. La pesanteur, au contraire, est rduite  la sixime
partie de sa valeur. Il y a donc des chances srieuses pour que, pendant
une certaine priode au moins, la force ruptive l'emporte, et pour que
l'corce lunaire se soulve par intumescences.

Quelles formes prendront ces ampoules? Ce seront des portions de sphre,
par la raison bien simple que la sphre est, entre toutes les figures,
celle qui comprend sous une surface donne la plus grande capacit.
Ainsi, en demeurant sphrique, la crote ralise, au prix de la moindre
extension possible, l'augmentation de volume qui lui est demande. Ces
calottes sphriques, de plus petit rayon que la surface lunaire, la
couperont suivant des cercles, et nous obtenons ainsi une raison
plausible de la rgularit du contour des cirques.

Quelle tendue chacune de ces intumescences va-t-elle recouvrir? Celle
o se manifeste  la fois un fort accroissement de pression interne.
Nous avons,  cet gard, une indication utile dans l'allure habituelle
des volcans terrestres. Il est commun, en effet, de voir entrer
simultanment en ruption les divers cratres d'une mme rgion,  des
distances de 200km, 300km, 500km et davantage. Rcemment encore, la
catastrophe de la Martinique tait le signal d'un rveil d'activit sur
les rivages de la mer des Antilles, dans l'Amrique centrale et jusque
dans la Rpublique de l'quateur. Ce sont l des primtres o les
cirques lunaires peuvent tenir  l'aise.

Mais l'difice ainsi construit n'est pas stable. Un jour ou l'autre des
fissures s'y dessinent. Des cnes volcaniques s'lvent au point le plus
faible, c'est--dire vers le sommet de l'intumescence. Le moment vient
o la pression intrieure diminue, et la pesanteur, qui ne perd jamais
ses droits, abaisse le centre du dme. Cet affaissement, propag par
zones concentriques, finit par ne laisser debout que l'assise infrieure
de la vote, celle qui forme aujourd'hui le rempart. Les gradins
intrieurs reprsentent les bordures affaisses en dernier lieu, et que
leur situation en porte--faux vouait  la destruction. L'examen de ces
terrasses montre leurs boulements successifs vers le centre, jamais les
refoulements centrifuges qu'auraient oprs des projectiles ou les
concrtions qui seraient l'oevre des mares.

Le mouvement de descente du centre sera le plus souvent assez lent pour
respecter le relief antrieur et pour laisser au massif volcanique une
certaine prminence sur ce qui l'entoure. Qu'un panchement se produise
et les cnes d'ruption en mergeront comme des les, sans relation
visible avec le rempart.

L'nergie intrieure est sujette  rcidive. Elle pourra se manifester
encore par la formation de nouveaux cirques sur l'emplacement consolid
du premier, plus tard par des explosions semblables  celles des volcans
terrestres. Ces explosions auront pour sige soit la montagne centrale,
soit des orifices sems sur les crevasses de rupture, et bien souvent
trop petits pour tre observs.

Les auroles et les tranes divergentes sont des cendres mises par ces
cataclysmes et dissmines par des courants atmosphriques variables. Ce
ne sont point des crevasses ni des claboussures, dont la propagation ne
saurait tre aussi rectiligne ni aussi indpendante du relief. L'tendue
qu'embrasse un mme toilement n'est pas telle qu'on ne puisse en
retrouver des exemples dans l'histoire des volcans terrestres. Ainsi, il
est avr que l'ruption du Timboro en 1815, celle du Coseguina en 1835
ont couvert de dbris des espaces plus vastes que la France ou
l'Allemagne. Des ruptions islandaises ont t suivies de pluies de
cendres jusqu' Stockholm,  1700km de distance. Ces dpts ont
seulement trouv sur la Lune des conditions plus favorables  leur
conservation.

Voici,  ce sujet, un rapprochement qui ne doit pas tre pass sous
silence. Nous avons vu que certains systmes de tranes, par exemple
celui de Tycho, ne montrent pas leur teinte blanche caractristique dans
le voisinage immdiat du cirque central. Ils y sont remplacs par une
couronne sombre. Or la mme circonstance se prsente pour le manteau de
cendres dpos autour de certains cratres terrestres. Ce manteau
disparat dans le voisinage immdiat du volcan sous une couche plus
sombre de matriaux moins diviss, pierre ponce ou blocs de lave. Le
fait se vrifie par exemple sur les volcans du Guatemala, dont une Carte
est donne dans le bel Ouvrage du professeur Suess: _La face de la
Terre_.

En rsum, les cirques ne sont pas pour nous des cratres de volcans,
mais des rgions volcaniques souleves, puis affaisses. Si l'on se
place  ce point de vue, on sera dispens, pour expliquer les formations
lunaires, d'imaginer des bolides gigantesques, de faire construire des
montagnes par des bulles de gaz, des cyclones et des mares. Il suffira
d'admettre que, dans l'invitable conflit entre la pesanteur, d'une
part, et l'expansion des vapeurs, de l'autre, la seconde force a pris
momentanment le dessus. Et cette hypothse n'est pas invente pour le
besoin de la cause, elle est suggre par les donnes les plus certaines
de la Mcanique cleste et de la Physique.

Mais, dira-t-on, ces intumescences, donnes comme le chapitre
prliminaire de la formation d'un cirque, pourquoi ne nous les
montre-t-on pas? Sans doute parce que les dmes ainsi crs manquaient
de stabilit; parce que les conditions qui leur ont permis de se former
ne se rencontrent plus. La crote paissie, le dgagement des gaz plus
avanc, ne laissent plus les soulvements se produire, pas plus dans le
monde lunaire que dans le ntre.

Il serait inexact, cependant, de dire que l'on n'aperoit sur notre
satellite aucune forme convexe rgulire. Il y en a deux, entre autres,
dans le voisinage d'Arago, qui sont d'une observation facile (_fig.
35_). Ces deux ampoules mesurent  peu prs 40km de largeur. Que leur
centre vienne  s'effondrer, et deux nouveaux cirques, de dimension
moyenne, se seront forms sous nos yeux. En attendant, il semble que
l'on doive regarder ces rares tmoins d'un ge disparu avec un peu de
cette vnration que les archologues ressentent en face des mdailles
antiques.




CHAPITRE XIII.

LES FORMES POLYGONALES SUR LA LUNE.


L'astronome auquel des instruments puissants permettent de dtailler
quelque peu l'aspect de notre satellite est d'abord frapp du caractre
trange de ces paysages, trs diffrents de la presque totalit des
sites terrestres. Revenant  quelques jours d'intervalle sur les mmes
rgions, il constate qu'elles changent profondment d'aspect suivant que
les rayons solaires les frappent sous tel ou tel angle. S'il prolonge
l'exprience pendant plusieurs mois, il se convaincra que ces
changements ne sont qu'apparents et d'un caractre priodique. La
surface de la Lune est solide et stable; elle prsente un degr de
fixit au moins gal  celui des rgions les plus dsertes et les plus
arides de notre globe.

Cette circonstance favorise videmment l'laboration des Cartes;
toutefois l'exactitude de celles-ci est limite par deux obstacles qui
n'ont pu tre, jusqu' ce jour, que trs imparfaitement surmonts.

Le premier, dj sensible pour l'astronome qui cherche  embrasser
l'hmisphre visible dans un rseau godsique, est la raret des points
de repre gomtriquement dfinis. Ce sera en effet une heureuse
exception si l'on trouve des sommets de triangles dfinis par une
intersection de lignes. Presque toujours il faudra prendre comme points
d'appui du rseau soit des centres de taches d'aspect et de limites
variables, soit des points culminants accuss comme tels par le jeu des
ombres. On se doute aisment que ces objets, vus  une norme distance,
comportent un degr de dfinition bien infrieur  celui des accidents
naturels du sol terrestre, accidents dont les godsiens ne se
contentent plus, et auxquels la pratique moderne substitue d'une manire
invariable des pyramides ou des cylindres artificiels. Les sommets en
forme de vague ou de pyramides, constitues par la jonction d'artes
tranchantes, sont encore relativement frquents dans les montagnes
terrestres compltement faonnes par l'rosion. Ils manquent tout 
fait sur la Lune, o l'on n'observe que des masses arrondies et
bosseles. Les lignes d'ombre et de contour apparent ne cessent de s'y
dplacer. Aussi le dsaccord des positions micromtriques d'un sommet
surpasse-t-il de beaucoup celui que l'on aurait  redouter, avec la mme
lunette, sur des positions d'toiles.

Une autre difficult, qui vient aggraver la prcdente, tient  ce que
la Lune nous prsente toujours la mme face. La libration permet au
regard d'atteindre,  la rigueur, les 5/8 de la surface, mais en ralit
toute la zone voisine du bord n'est jamais vue que sous un angle fuyant
et dfavorable. L'clairement et la perspective y varient trop peu pour
que l'on puisse rectifier les apparences et arriver  une notion
correcte des formes. C'est l surtout que feront dfaut les points
susceptibles d'tre srement identifis d'une image  l'autre.

C'est donc aux parties centrales du disque qu'il conviendra de
s'attacher pour trouver des objets bien caractriss, susceptibles
d'tre groups en familles naturelles, pour dmler dans la profusion
des dtails les faits proprement scientifiques, ceux qui permettent de
coordonner et de prvoir. La mthode  suivre, dans ce choix, est la
mme qui a valu  la Gologie,  la Gographie physique, leurs plus
solides acquisitions. Et ce travail est, dans un certain sens, plus
facile pour la Lune que pour la Terre. En effet, la grande distance de
notre satellite nous dbarrasse d'une foule de traits insignifiants et
secondaires o notre attention n'aurait pu que s'garer. Mais elle
laisse d'autant mieux en vidence un certain nombre d'objets marquants,
d'individualits frappantes qui se reconnaissent sans peine sous des
clairements varis et que l'on retrouve,  peine modifis,  un grand
nombre d'exemplaires. Ces objets ne sont pas simplement juxtaposs: ils
entrent en lutte, ils empitent les uns sur les autres, et beaucoup
n'ont subsist qu' l'tat de ruines. On entrevoit donc la possibilit
de les faire entrer dans un classement chronologique, de dire quels
caractres actuels sont associs  une antiquit plus grande, d'assigner
dans la formation des individus la part des diverses influences
physiques ou cosmiques, de trouver la raison de leurs diffrences.

Un premier essai de cette mthode a conduit les slnographes 
distinguer deux grandes classes d'objets lunaires, trs ingales par le
nombre,  peu prs quivalentes par l'tendue totale occupe. Ce sont
les mers, caractrises par une surface unie et sombre, et les cratres,
dont le trait commun est une bordure circulaire. Les cratres,
infiniment plus nombreux, ont t diviss eux-mmes en sous-groupes,
entre lesquels on n'a jamais pu tracer de frontires bien nettes. Plus
tard, au contraire, on s'est avis que la premire distinction tait
factice, que les grands cirques pouvaient aussi bien tre considrs
comme de petites mers, les petites mers comme de trs grands cirques, et
que, si plusieurs mers semblent aujourd'hui dnues de limites prcises,
leur tat actuel rsulte, selon toute apparence, de la jonction de
bassins contigus et de l'effacement des cloisons interposes.

La slnographie a paru ainsi se condenser dans cette formule simple:
tout ce qui, sur la Lune, possde une figure bien arrte, est
circulaire. Il ne s'y trouve, en dehors des mers et des cratres runis,
si l'on veut, sous le nom de _cirques_, que des perversions ou
drivations de cette forme.

Un tel nonc ne peut manquer, par sa nettet mme, d'tre suspect aux
gographes, habitus  rencontrer sur le globe terrestre des formes
varies, irrgulires, rebelles dans l'immense majorit des cas  toute
dfinition gomtrique. On ne voit pas pourquoi l'unit de force et de
figure aurait rgn sur une plante, la diversit sur l'autre. Et
pourtant ce rsum, on doit le reconnatre, est justifi par la presque
totalit des dessins dont notre satellite a fourni le sujet. A peu prs
sans exception, les auteurs ont born leur ambition  figurer un ou
plusieurs cirques et ont trait d'une faon trs sommaire tout ce qui ne
s'y rattachait pas directement.

La question s'est pose sous une autre forme pour les auteurs de Cartes
d'ensemble, Lohrmann, Mdler et Schmidt. Il a bien fallu ici envisager
le problme sous un aspect plus large. Il existe en effet, sur la Lune,
des rgions trs montagneuses, assez tendues, o il est impossible de
considrer les cirques comme l'lment constitutif du sol. Ils n'y sont
reprsents que par de petits exemplaires clairsems. Ces rgions (par
exemple les Alpes, le Caucase, les Apennins) sont d'ordinaire
soigneusement vites par les dessinateurs libres de choisir leur cadre,
et considres comme imposant une tche particulirement ingrate et
difficile. Beer et Mdler estiment qu'il faudrait mettre  profit toutes
les occasions favorables pendant trois annes pour venir  bout du seul
massif des Apennins. Tous se sont rsigns, en fin de compte,  une
figuration sommaire, purement conventionnelle, et qui ne jette aucune
lumire sur l'objet qu'elle reprsente. C'est que, en effet, sur ces
plateaux aux bords dchiquets, o d'innombrables excroissances se
disputent l'espace, les notions habituelles sont droutes, et tout fil
conducteur fait dfaut. Le procd familier aux artistes, et qui
consiste  encadrer l'objet dans des lignes volontairement simplifies,
semble ici une infidlit dangereuse et une source d'erreurs
systmatiques.

Nulle part l'utilit des photographies n'apparat plus manifeste. L o
le dessinateur se perdait dans le dtail, elles restituent des
ensembles. Elles font rentrer un peu d'ordre dans ce chaos apparent et y
introduisent des divisions naturelles. La comparaison frquente
d'preuves relatives  des phases diffrentes, contrle de temps 
autre par l'observation visuelle, fait acqurir  l'gard du sol lunaire
une familiarit  laquelle les anciens observateurs, malgr tout leur
zle, ne pouvaient atteindre. On est frapp alors de l'importance prise
par certains traits que les cartographes ont entirement ngligs, faute
d'en saisir les vritables relations. On voit les faits antrieurs et,
jusqu' un certain point, trangers  l'histoire des cirques, se
multiplier, s'claircir et s'enchaner.

De ces traits anciens, les premiers en date ont toutes les chances
d'tre les moins apparents: d'abord parce qu'ils ont subi  un plus haut
degr l'action des causes destructrices; ensuite parce que l'corce,
encore faible et mallable, n'a pu s'carter beaucoup d'une figure
d'quilibre et constituer des diffrences de niveau importantes. Si donc
nous tentons d'numrer les mieux reconnaissables de ces objets, dans
l'ordre o ils se prsentent  la vue, on devra plutt renverser cet
ordre pour se rapprocher de la succession historique. Comme
confirmation, l'on devra saisir toutes les occasions de dcider, entre
deux objets en conflit, lequel a usurp la place de l'autre.

Les caractres qui prsident au groupement et qui taient pour les
cirques le diamtre, la profondeur et l'intgrit, seront, dans le cas
d'objets rectilignes, la longueur, la largeur et l'orientation. Cette
dernire particularit est la plus importante, car on ne tardera pas 
reconnatre que les traits d'une mme rgion obissent  une loi commune
et s'alignent sur un trs petit nombre de directions.

Dans l'numration qui va suivre, les numros de renvoi, en chiffres
romains, se rapportent aux feuilles de l'_Atlas photographique_ publi
par l'Observatoire de Paris, et de prfrence aux quarante premires,
pour lesquelles a paru une dition rduite, plus aise  feuilleter, due
aux soins de la Socit belge d'Astronomie. Les angles de position sont,
suivant l'usage, compts en degrs et du Nord vers l'Est.

A. _Grandes cassures._--1. Valle  l'ouest d'Herschel (III, IX, XXVI,
XXXIII). Large, profonde, trs bien conserve et probablement rcente,
elle dessine une tangente commune  deux cirques, dont le plus
mridional (Herschel _h_) a t nettement sectionn. Prolonge du mme
ct, cette valle formerait la limite ouest de Ptolme (_fig. 43_).

2. Sillon limitant Albategnius  l'Ouest, Halley  l'Est et dessinant,
par suite, une tangente commune intrieure aux deux contours. Cette
valle parallle  la prcdente, plus longue mais moins creuse, a t
refoule et interrompue par le dveloppement de Halley (III).

3. Deux entailles parallles, loignes d'une trentaine de kilomtres,
franchissant la bordure d'Hipparque  l'Ouest et s'effaant dans la
plaine intrieure (IV, XXVI).

4. Valle traversant de part en part un massif montagneux, entre Pallas
et Ukert (X, XXXIII).

5. Valle tangente  Godin au Sud-Est (XXII, XXVI).

6. Valle tangente  Jules Csar au Nord-Ouest (XXII, XXXII).

Tous ces objets ont  fort peu prs l'angle de position 40, qui est
aussi celui des parties orientales dans les fissures coudes d'Ariadus
et d'Hyginus. Tous ressemblent  la valle d'Herschel (n 1), sans
toutefois la dpasser en profondeur et en nettet. Ils ctoient chacun
un ou plusieurs cirques, sans les entamer et sans tre refouls par eux.

En nous loignant un peu du centre de la Lune, nous trouverons d'autres
cassures se rattachant  la mme catgorie:

7. Mur Droit, entre Thebit et Birt. Cassure extrmement nette,
probablement moderne, divisant en deux parties gales une grande arne
submerge. Angle de position 20 (XIV) (_fig. 44_).

8. Rainure parallle au Mur Droit, tangente aux bords ouest de Pitatus
et de Gauricus. Elle est discontinue et obstrue par plusieurs ruptions
subsquentes. La mme orientation se retrouve dans de nombreux traits de
la mme rgion, rejets,  cause de leur caractre moins apparent, dans
la classe suivante (XIV).

9. Longue cassure dirige de Fabricius vers le Nord (XXIV, XXXI).

10. Rainure discontinue sur la ligne Janssen A-Piccolomini (XXIV).

11. Sillon courant vers le Sud  partir de Fermat (XXV, XXXI).

Ces trois derniers traits, peu cohrents et mdiocrement conservs,
s'accusent surtout par des diffrences de niveau. Leur angle de position
est voisin de 20, plutt au-dessous.

12. Monts Alta: cette grande dnivellation, remarquable par sa longueur
et sa continuit, fait partie de l'encadrement de la mer du Nectar. Elle
prsente deux fronts rectilignes trs tendus, souds aux environs de
Fermat, avec des angles de position de 20 et de 45 (XXV, XXXI).

13. Sillon traversant de part en part le bourrelet de Capella, avec un
angle de position de 45. Il appartient, comme les monts Alta, 
l'encadrement de la mer du Nectar (XXXI) (_fig. 33_).

14. Valle de Rheita, la plus colossale que l'on puisse apercevoir sur
la Lune. Elle est dans un mauvais tat de conservation, refoule et
obstrue par le dveloppement ultrieur de plusieurs cirques. Le
paralllisme des bords, l'existence de digues transversales obliques,
accusent une formation par arrachement, avec largissement progressif.
Angle de position 45 (XII, XXIV, XXXI).

15. Valle des Alpes, exemple clatant et bien connu de la disjonction
d'un plateau montagneux sur une paisseur de 3000m environ avec
conservation du niveau et du paralllisme des bords. Bien qu'elle
n'entame aucun cirque, son intgrit doit la faire considrer comme
moderne. Son angle de position (130) est, comme celui de la valle de
Rheita, rpt  bien des reprises dans la rgion (_fig. 37_).


B. _Digues, crevasses, sillons rectilignes._--Les objets de cette
seconde liste, moins visibles que ceux de la prcdente, rentrent comme
eux dans un petit nombre d'orientations distinctes. Refouls ou obstrus
 peu d'exceptions prs, par les cirques qu'ils rencontrent, ils se
rattachent d'une faon plus vidente  un tat de choses disparu. Leur
nombre est considrable. Nous signalerons seulement ceux qui se
distinguent par la longueur et le caractre strictement rectiligne de
leur trajet.

1. Sillons orients respectivement sur les centres de Ptolme et de
Albategnius A, et s'tendant  l'extrieur vers le Sud. (III) (_fig.
43_).

2. Nombreuses stries du plateau situ entre Herschel, Davy et Moesting.
Plusieurs entament d'une faon trs visible les remparts d'Alphonse et
de Ptolme (III, IX, XXXIII).

3. Crte des monts Hmus, entre Taquet et Sulpicius Gallus (XXXII).

4. Sillon parallle aux monts Alta, traversant la plaine  gale
distance des monts Alta et de Polybe (XXV).

Tous ces traits (nos 1  4) sont parallles  la valle d'Herschel et,
par suite, aux premiers objets de la liste prcdente.

5. Parties centrales des fissures d'Ariadus et d'Hyginus: angle de
position 75 (IV, X, XXII). Ce sont deux exemples remarquables
d'indpendance totale entre le trac d'une fissure et le relief actuel
du sol.

6. Crevasses situes entre Archimde et Conon, perpendiculaires  la
direction gnrale des Apennins et coudes suivant les mmes
orientations que la fissure d'Hyginus (X).

7. Double fissure prs de Sabine, ctoyant la base du rempart
montagneux. Elle est trs nette et parat due  la reviviscence tardive
d'une ancienne tendance  l'arrachement. Angle de position 80 (XXII).

8. Double fissure encadrant Hsiode et forme comme la prcdente de
deux traits parallles. L'un de ces traits se prolonge  une grande
distance vers l'Est  travers des massifs montagneux, sans cesser d'tre
visible  la traverse des plaines. Angle de position 120 (XIV, XIX).

9. Valle situe en plaine entre Kies et Kies _d_. Faiblement dprime,
elle est parallle  la fissure d'Hsiode,  de nombreuses digues de la
rgion de Tycho, aux portions nord-est des remparts de Ptolme,
d'Alphonse, d'Albategnius (XIV).

10. Digues rectilignes s'appuyant sur la partie est du rempart de
Capuanus et constituant les restes d'un massif plus ancien que le
cirque. Angle de position 40 (VIII).

11. Stries nombreuses sur le plateau entre Vitello et Hainzel. Angle de
position 30 (VIII).

12. Quatre sillons parallles  la valle de Rheita, deux au Nord et
deux au Sud, trs tendus aussi, mais beaucoup moins bien conservs.
Angle de position 45 (XII).

13. Grande valle irrgulire, parallle aussi  celle de Rheita,
presque aussi large, mais fortement dgrade et discontinue. Elle est
visible de part et d'autre de Snellius et s'interrompt sur l'emplacement
de ce cirque (XII).

14. Rgion strie ou cannele, entre Pons, Zagut, Gemma Frisius et
Pontanus. Deux systmes bien reconnaissables, formant un angle de 70, y
sont associs (XX).

15. Ride saillante runissant Santbech et Colombo (XXXVIII).

16. Trs longue digue en relief de part et d'autre de Borda; elle forme,
avec le trait prcdent, avec la crevasse mdiane de Petavius, avec la
chane de cirques Rheita _e_, un systme conjugu de la valle de
Rheita. Angle de position 130 (XII).

17. Sillon visible sur le mridien de Descartes, du ct sud, et signal
surtout par des places blanchies (XXVI).

18. Terrasses de Lemonnier et de Pline, sous-tendant des arcs dans le
primtre de la mer de la Srnit. Elles paraissent tre les restes
d'une enceinte polygonale dont la mer aura, dans son mouvement
d'expansion, franchi les limites (XXVII).

19. Terrasse allant de Thophile  Beaumont, dtachant un segment en
forme d'arc dans la mer du Nectar et de tout point analogue aux
prcdentes (XXVII, XXXII).

20. _Straight Range._--Digue isole, perpendiculaire au mridien, reste
d'une ancienne frontire de la mer des Pluies (XI, LIII).

21. Sillons nombreux sur le plateau qui s'tend entre Bianchini et La
Condamine. Angle de position 160. L'accroissement de l'angle de
position est sensible quand on se dplace de l'Ouest  l'Est dans la
bordure de la mer des Pluies (XI).

22. Double srie d'artes rectilignes formant l'ossature de l'corce
dans le voisinage du ple Nord. Le plus apparent des deux systmes est
peu inclin sur le mridien (XXXVII, LII, LIII).


C. _Alignements d'orifices._--Il est connu depuis longtemps que la
distribution des grandes enceintes  la surface de la Lune n'est pas
arbitraire, qu'elle ne manifeste pas de condensation vers un plan comme
la Voie lacte, ni d'accumulation autour de quelques centres, comme
l'ensemble des nbuleuses. La disposition des grands cirques, toutes les
fois qu'elle affecte une apparence systmatique, est linaire. Beaucoup
d'entre eux se disposent en sries  peu prs continues et dont l'unit
d'origine est aussi certaine que celles des grandes artes du relief
terrestre. Les individus d'un mme groupe accusent une analogie de
dimensions et de structure pousse parfois  un tel degr que de simples
associations par paires ne semblent pas pouvoir tre fortuites, d'autant
moins que l'orientation de la ligne des centres se retrouve presque
toujours dans des sillons rectilignes de la mme rgion.

La liaison est moins aise  mettre en vidence pour les petits
orifices, en raison mme de leur grand nombre. Dans les parages o ils
fourmillent, on peut les associer en chanes de diverses manires, dont
aucune ne s'impose  l'exclusion des autres. Mais certaines mers o les
orifices n'apparaissent qu'en petit nombre prsentent des alignements
d'une extrme nettet et qui doivent,  ce titre, fixer l'attention.

Il suffira, entre beaucoup d'exemples, de citer les suivants:

1. _Walter_, _Regiomontanus_, _Purbach_ (I).--Srie de grands cirques
contigus, polygonaux, dgrads, offrant chacun de fortes diffrences de
niveau. L'angle de position de la ligne des centres est 35, ce qui
rattache ce groupe  la valle d'Herschel et, plus gnralement, aux
objets dsigns en premier lieu dans les deux listes prcdentes.

2. _Aliacensis_, _Werner_, _Blanchinus_, _Lacaille_.--Srie parallle et
juxtapose  la prcdente, montrant dans ses deux derniers termes des
formes plus rgulirement circulaires et mieux conserves (II).

3. _Blancanus_, _Scheiner_, _Rst_, _Schiller_.--L'angle de position de
cette chane est 50. Des digues latrales ont entrav le dveloppement
normal de tous ces cirques, surtout du dernier dont l'allongement est
exceptionnel (XVIII).

4. _Wilson_, _Kircher_, _Bettinus_, _Zuchius_ (XXX).--galement
encaisss entre deux digues parallles. Angle de position 45.

5. Manifestations ruptives varies sur une tangente commune intrieure
aux contours d'Almanon el d'Albufeda. Angle de position 50 (XX, XXV,
XXVI) (_fig. 45_).

6. _Arzachel_, _Alphonse_, _Ptolme_, _Herschel_.--Ligne des centres
sensiblement parallle au mridien. Comme il arrive dans la plupart des
sries de l'hmisphre Sud, le cirque le plus austral est en mme temps
le plus rgulier et le plus profond (III, IX) (_fig. 43_).

7. _Theon junior_, _Theon senior_, _de Morgan_, _Cayley_, _Jules Csar_
(XXII).--Srie suivant le mridien, discontinue, mais complte par
plusieurs orifices anonymes. Elle embrasse un espace plus grand que les
prcdentes, avec la mme progression.

8. _Furnerius_, _Petavius_, _Vendelinus_, _Langrenus_.--Ensemble de
cirques normes et de puissant relief, sur un mme mridien (XXI).

9. Cinq petits orifices disposs sur un mridien, dans la partie
nord-est de la mer de la Srnit (V, XXIII).

10. Ligne blanchie, discontinue, allant de Licetus  Aliacensis, en
contournant Stfler  l'Est (XXXVII).

11. Autre ligne blanchie, discontinue, allant de Bacon  Pons, en
contournant Bsching  l'Ouest. Cette ligne, comme les cinq prcdentes,
s'carte peu d'un mridien. Elle est remarquable par son extraordinaire
longueur. Il semble que la formation du cirque Bsching a refoul
quelque peu l'alignement ruptif sans lui faire perdre son caractre
(XXXVII).

12. Nombreux orifices le long d'une tangente commune aux bords orientaux
de Lexell et de Regiomontanus (XIV).

13. Alignement sur une tangente commune aux limites orientales de Hell
et de Pitatus. Ce trait et le prcdent sont voisins et parallles.
Angle de position 140 (XIV).

14. _Rheita e._--Fosse allonge forme par jonction d'orifices (XXXI).
L'angle de position (150) s'est dj rencontr souvent dans les
cassures de la mme rgion. Il y est aussi reprsent par plusieurs
couples de grands cirques voisins et semblables, comme Snellius et
Stevinus, Metius et Fabricius.


D. _Enceintes quadrangulaires sans rupture,  rebord saillant._--Une
collection d'objets particulirement intressants au point de vue qui
nous occupe se rencontre dans le voisinage du ple Nord. Les cirques y
sont assez rares et sont remplacs par des plaines que divisent et
encadrent de minces cordons saillants. Toutes ces plaines paraissent
tre au mme niveau et constituer la surface moyenne de la plante. Ce
sont les cordons qui semblent surajouts, de manire  diviser, suivant
un plan gomtrique, cette tendue uniforme. Cette structure est
aujourd'hui limite  la rgion arctique. On trouve cependant, sur la
rive sud de la mer du Froid ou dans le quadrant sud-ouest quelques
objets qui semblent, comme Egede (V), des survivants ou des prcurseurs
du mme type.

Les murs de sparation sont assez endommags, souvent doubles et coups
de brches. Mais deux directions y dominent toujours, en sorte que les
plaines encadres se rapprochent plus du losange que du cercle. Les
dformations considrables amenes dans cette rgion par la perspective
font qu'il est malais de prciser les dviations par rapport au losange
ou d'valuer les angles de position. Nous citerons comme
particulirement bien dessins les objets suivants:

1. J. Herschel (XI, LIII).--2. Goldschmidt (XXIII).--3. Grtner (XXVIII,
XXXV).--4. Kane (XXXV).--5. Arnold (XXXV).--6. Peters (XXXV).--7. Mton
(XXXV, LII).--8. Euctemon (XXXV).--9. W.-C. Bond (XIII, XXIII).

Le dernier exemple est instructif en ce qu'il nous conduit  envisager
les enceintes quadrangulaires comme des formes prliminaires de cirques,
frappes d'arrt dans leur dveloppement. Les orientations de W.-C. Bond
concordent avec celles d'Egede, avec les directions qui dominent dans
les Alpes, y compris la grande valle, avec les sillons qui constituent
des cadres autour d'Eudoxe et de Platon. En comparant W.-C. Bond et
Eudoxe (V, XIII, XXV), on se convaincra bientt que l'enceinte
quadrangulaire qui constitue le premier est l'analogue du cadre d'Eudoxe
et non du cirque lui-mme, en sorte que nous avons dans la rgion
arctique de nombreux emplacements prpars pour des cirques futurs, mais
pour la plupart demeurs vides. L o le cirque s'est dvelopp, il est
quelquefois demeur en de des limites qui lui taient traces. Mais,
le plus souvent, il les a remplies et dpasses, au point d'effacer et
de rendre mconnaissable le losange primitif.

A notre avis, l'absence de liaison apparente entre les cordons saillants
et les plaines qu'ils entourent n'autorise pas  regarder les cordons
comme tant d'importation trangre. Il est beaucoup plus probable que
chacun d'eux est le produit du sol qui le porte et qu'il s'est trouv
mis en relief par suite de l'affaissement du centre de la case. C'est 
la submersion des parties centrales affaisses qu'est d l'isolement des
cordons par rapport aux plaines adjacentes, de mme que celui des
montagnes intrieures par rapport aux bourrelets des cirques.


E. _Tangentes aux remparts._--Nous avons group ici quelques objets qui
auraient pu figurer dans nos trois premires listes  cause de la
situation spciale qu'ils occupent par rapport aux cirques. Des traits
rectilignes tangents aux remparts actuels s'accusent soit comme artes
en relief, soit comme rainures, soit comme tranes blanches avec des
recrudescences locales. Ces mmes traits se distribuent, dans chaque
rgion, entre des orientations peu nombreuses, et cette condition,
incompatible en apparence avec la situation de tangente commune 
plusieurs enceintes, lui est au contraire souvent associe. Il est
commun de voir le contact s'effectuer non par un seul point, mais sur
une tendue plus ou moins grande. En pareil cas, c'est le cercle qui est
dform et non le trait rectiligne. La dformation est soustractive,
c'est--dire que le contour circulaire, sans montrer de tendance 
rejoindre les traits dont il s'approche, est entam par ceux qu'il
rencontre et entrav dans son dveloppement normal. Les cirques aligns
admettent volontiers des tangentes communes orientes comme la ligne qui
joint leurs centres.

On pourra se reporter, pour avoir la confirmation de ces remarques, aux
objets suivants numrs  peu prs dans l'ordre o croissent leurs
angles de position:

1. Sillon touchant les bords occidentaux de Purbach, Regiomontanus,
Walter (I).

2. Traits limitant Alphonse respectivement  l'Est et  l'Ouest. Ces
deux traits sont parallles au prcdent et  la veine mdiane du cirque
(III, XXIII) (_fig. 43_).

3. Digue saillante formant tangente commune intrieure  Heinsius et 
Wurzelbauer (XIV, XIX).

4. Sillon formant tangente commune intrieure  Clavius et  Maginus
(XVII). Ce trait s'carte peu, comme les trois prcdents, de l'angle de
position 35.

5. Tangente commune aux remparts est de Maginus, Street et Tycho (VII)
(_fig. 47_).

6. Sillon profond sur le trajet d'une tangente commune intrieure aux
remparts d'Albategnius et de Halley (III, XXVI).

7. Longue coupure isolant le rempart d'Archimde du massif montagneux
situ plus au Sud (XXXIV).

8. Sillon dessinant une tangente commune intrieure  Aristillus et
Autolycus (V, X, XXXIV).

9. Vague saillante,  crte blanchie, suivant une tangente commune
intrieure  Kane et  Dmocrite et se prolongeant au del de celui-ci
(XXVIII).

Pour les objets numrs de 5  9, l'angle de position se tient aux
environs de 40.

10. Sillon limitant  la fois les remparts ouest de Clavius et de
Longomontanus (VII) (_fig. 47_).

11. Digue tangente au rempart est de Capuanus (VIII).

12. Bord de plateau tangent au rempart ouest de Campanus (VIII).

13. Digue touchant les bords mridionaux de Tycho et de Heinsius. Elle
se prolonge au del de Heinsius, dont elle a entrav l'expansion normale
(XVIII).

14. Ligne tangente  Albategnius et  Ptolme, du ct nord, et 
Herschel du ct sud (III, XXVI). Elle est signale par un chapelet
d'orifices. L'angle de position, qui se tenait, pour les quatre objets
prcdents, entre 45 et 50, passe ici  70 (_fig. 43_).

15. Grande cassure limitant Delambre au Nord-Ouest (XXII).

16. Sillon formant tangente commune au Nord aux remparts de Delambre et
d'Hypatie.

Ces deux derniers traits, voisins de la fissure dj cite de Sabine,
ont comme elle pour angle de position 70.

17. Arte blanchie formant tangente commune aux cts nord de Dmocrite,
Thals, Strabon. Cette arte a contrari le dveloppement normal de
Dmocrite. Angle de position 90.

18. Digues encadrant, au Nord et au Sud, le bourrelet de Tycho. Angle de
position 130 (VII).

19. Crte formant tangente commune  Hipparque, Albategnius, Ptolme.
Angle de position 130 (IV, XXIII) (_fig. 43_).

20. Sillon tangent au bord ouest de Barocius et entamant Clairaut. Angle
de position 140 (XVII).

21. Sillon tangent au bord ouest de Maurolycus et entamant Barocius.
Angle de position 140 (XVII).

22. Chane formant tangente commune intrieure  Borda et  Cook (XXI).

23. Chane dessinant une tangente commune intrieure  Santbech et 
Colombo (XXI, XXVII).

24. Prolongement du bord oriental de Stevinus (XII). L'angle de position
de ce trait, comme des deux prcdents, est de 160.

25. Digue touchant les limites ouest de Vendelinus C et de Langrenus et
dpassant, au Nord comme au Sud, les limites indiques (XXI, XXXVIII).

26. Deux digues parallles encadrant Messala et se prolongeant au Nord
(XXIX).

27. Chane tangente au bord ouest de Gassendi (XXX) (_fig. 50_).

28. Tangente commune aux remparts ouest d'Arzachel et d'Alphonse (III,
IX). Ce trait, comme les trois prcdents, suit le mridien (_fig. 43_).

29. Chane prolongeant le bord oriental de Furnerius (XII). Angle de
position 10.

30. Chane prolongeant le bord oriental de Vga (XII). Angle de position
10.

Un catalogue plus complet ferait ressortir, dans la srie des angles de
position, des lacunes bien marques, dont la plus tendue parat tomber
entre 90 et 130.


F. _Cirques anguleux._--La prsence de digues ou de sillons tangents aux
remparts des cirques amne dans le contour de ceux-ci des dformations
systmatiques, visibles surtout au voisinage du terminateur. Ces
dformations affectent peu les cirques petits et modernes, beaucoup plus
les enceintes vastes, htrognes et jouant un rle passif en cas de
conflit.

Dans une rgion o un seul systme de traits parallles prdomine
nettement, les bourrelets circulaires sont simplement tronqus par
suppression d'un segment et s'arrtent  la rencontre des traits,
presque toujours constitus par des digues saillantes. Nous
mentionnerons, comme exemples de cette structure, Heinsius (VII),
Lacaille et Faye (XX), la plupart des cirques de l'entourage de Tycho
(XVIII) (_fig. 47_), de nombreux orifices entre Licetus et Maginus
(XVII). Les digues limites, dans ce dernier cas, sont parallles  la
ligne des centres de Licetus et de Clavius.

Lorsque deux systmes associs prennent une importance  peu prs gale,
on observe des formes de passage du cercle au paralllogramme et, parmi
les paralllogrammes, le losange domine, comme si les bandes intresses
par une intumescence devaient offrir, dans les deux systmes, des
largeurs gales.

Quand deux cirques voisins sont limits  un mme trait, il y a souvent
galit approximative dans les dimensions, dans les distances des
centres  la limite commune, et par suite aussi, dans les angles. Mais
il n'est pas rare que la similitude soit ralise avec des dimensions
trs diffrentes.

On pourra noter, comme losanges bien forms, Egede (V), Gruemberger
(XVIII); comme distinctement quadrangulaires: la grande enceinte
comprenant Hell et Lexell (I), Pontanus (II, XXV), Clomde (XXIX);
comme pentagonale, l'enceinte situe  l'est de Burg et formant la
partie la plus dprime du lac de la Mort (XXVIII); comme hexagonaux:
Ptolme, Alphonse (III, XXIII), Albategnius (III, IV, XXIII), Rhtius
(IV), Janssen (XXIV) (_fig. 39_), la mer des Crises (XXI, XXVII, XLI)
(_fig. 32_); comme exemples de similitude: Aristote, Egede (V, XIII),
Cyrille, Tacite (XXV, XXXI), Ptolme, Raumur, Alphonse (XXXIII),
Eudoxe, Thetetus (XIII), le groupe Walter, Aliacensis, Regiomontanus,
Purbach, Nonius, Blanchinus (I, II, XXV). Il y a, dans ces six derniers
cirques, accord gnral pour l'orientation des cts rectilignes.

On trouve enfin des cirques irrgulirement anguleux, o se reconnat la
ralisation successive de deux plans diffrents. La nouvelle enceinte,
oriente autrement que l'ancienne, s'est  peu prs superpose 
celle-ci, dont une partie notable a t respecte. De ce nombre sont
Gauricus, Tycho, Maginus (VII), Clavius (VII, XVIII) (_fig. 47_),
Campanus (VIII), Calippus (XIII), plusieurs formations anonymes entre
Godin et Hind (IV), des bourrelets de faible relief englobs dans Atlas,
Hercule, Endymion, Posidonius, Aristote, Eudoxe (XXXV), Gassendi (XL)
(_fig. 50, 51_).


G. _Cirques encadrs._--Les digues et sillons rectilignes d'une mme
rgion peuvent tre associs de diverses manires pour former des
polygones convexes. Certaines de ces associations semblent
particulirement voulues et soulignes par la nature. Ce cas se prsente
quand le polygone circonscrit  peu de distance un effondrement
nettement limit. L'excavation s'tend par une srie de ruptures dont
les gradins intrieurs des cirques sont les tmoins.

Quand les sillons qui entourent un cirque se rattachent  deux systmes
quidistants et forment par suite des losanges, le contour du cirque
arrive  toucher en mme temps les quatre cts du losange. Mais, quand
l'quidistance n'a plus lieu, l'inscription d'un cercle dans le
quadrilatre cesse d'tre possible. La cassure s'arrte aux premiers
cts qu'elle rencontre, tend  se dvelopper vers les autres, et la
rgularit du contour est altre.

Enfin la rencontre du dernier ct n'impose pas ncessairement un arrt
au dveloppement du cirque. Celui-ci peut s'tendre encore et excder
son cadre. Il est instructif de remarquer, en pareil cas, que le sillon
dpass peut demeurer visible  l'intrieur du cirque aussi bien qu'au
dehors, au del des intersections avec les sillons conjugus. Cette
circonstance montre que l'expansion du cirque s'est accomplie avec une
certaine lenteur, sans entraner la destruction complte du relief
prexistant. Il n'est donc pas admissible que l'excavation, dans ses
limites actuelles, corresponde  une empreinte de projectile ou  une
portion d'corce ramene  l'tat de fusion.

Il arrive assez souvent que, dans son tat d'extension actuelle, le
cirque n'atteint aucune des limites du cadre, mais la relation des deux
formes est manifeste par la concidence approche de leurs centres. Le
primtre du cirque est toujours dfini par l'affaissement de
l'intrieur, celui du cadre l'est le plus souvent par un lger excs
d'altitude relativement aux plateaux voisins. Presque toujours le cirque
a des limites mieux arrtes que le socle qui le porte, et celui-ci a
plus ou moins perdu sa forme quadrangulaire par suite de l'usure et de
la dmolition des angles. Cet tat de ruine peut aller jusqu' ne
laisser en relief que le bourrelet circulaire. Mais, chaque fois que les
frontires du socle sont restes visibles, elles concident en direction
avec des parties rectilignes du contour des mers ou des cirques voisins.
Le socle apparat ainsi comme le prcurseur du cirque et comme
subordonn plus troitement que lui  la structure gnrale de la
rgion.

On peut prendre comme exemples de bassins ayant respect leurs cadres
les objets suivants:

Aliacensis, Werner (II), W.-C. Bond (XXIII), Riccius (XXV), Eudoxe (V,
XIII, XXXV), Petavius (XII, XXI, XXXVIII) (_fig. 41_).

D'autres appellent des remarques particulires. Ainsi, pour Albategnius
(III, IV) et Arzachel (III), les cts des cadres sont parallles. Sacro
Bosco, Pons et Fermat (XXV) sont englobs dans une mme enceinte
quadrangulaire dont un ct forme la ligne de fate des monts Alta.
Pour Tycho (VII), le cadre embrasse un espace beaucoup plus tendu que
le bourrelet et limit par des digues saillantes. Tout l'espace
intermdiaire a prouv un affaissement relatif. Maginus (XVII) est
confin dans un angle du cadre, dont les cts les plus apparents sont
parallles  la ligne Licetus-Clavius. Il le remplit au Sud et  l'Est,
mais laisse un espace libre au Nord et  l'Ouest. Les mers du Nectar
(XXVII) (_fig. 33_) et de la Fcondit (XXXVIII) sont comprises dans de
vastes losanges. La bordure montagneuse de la mer des Crises (XXI,
XXVIII, XXIX) (_fig. 32_) est sectionne par des sillons rectilignes,
parallles aux limites de la plaine. Aristarque (_fig. 48_) s'appuie 
l'Est sur un grand paralllogramme, distingu de la mer par une teinte
plus sombre.

Voici maintenant quelques exemples de cirques qui ont dpass un ou
plusieurs cts de leurs cadres primitifs sans les faire entirement
disparatre:

1. Clavius (VII). On distingue trs bien des digues parallles, mais
discordantes, qui ont successivement servi de limites (_fig. 47_).

2. Pitatus et Wurzelbauer (XIV, XIX).

3. Scheiner (XVIII). Le cirque est inscrit dans un losange qu'il ne
remplit pas du ct de l'Est. Il est, au contraire, travers, dans sa
partie ouest, par un sillon qui complte l'encadrement.

4. Delaunay (XX) est compris dans un losange qui a fortement entrav son
dveloppement rgulier, tout en dformant aussi les enceintes voisines
de Lacaille et de Faye.

5. Platon (XXXIV). Le cirque s'est dvelopp avec une rgularit
parfaite, tout en excdant son cadre au Nord et  l'Ouest (_fig. 40_).

Enfin, la survivance d'un socle quadrangulaire lgrement saillant se
vrifie autour de Copernic (IX) (_fig. 38_), Taruntius (XXI), Apianus
(XXV), Delambre (XXVI, XXXII), Alfraganus (XXVI), Thophile (XXVII)
(_fig. 31_), Pline (XXXII).


H. _Massifs partags en cases._--Une portion d'corce lunaire,
distingue de la rgion environnante par une altitude un peu suprieure
et limite par des lignes de relief parallles, n'est pas toujours le
lieu d'lection d'un cirque dvelopp autour du mme centre. Il peut se
faire que la case ainsi dfinie renferme deux ou plusieurs cirques
d'importance  peu prs gale ou qu'il ne s'y montre aucun cirque
rellement notable. Les massifs montagneux les mieux dessins de la
Lune, qui sont des rgions pauvres en cirques, sont ainsi diviss en
compartiments et, pour chacun de ces compartiments, le centre prsente,
relativement aux bords, une dpression faible, sans limites prcises.

Nous citerons comme tmoins de cette structure, presque toujours mal
conserve et remontant, par suite,  une priode ancienne, les objets
suivants:

1. Bloc formant  Thophile et  Cyrille un socle quadrangulaire commun
(XXXII).

2. Massif quadrangulaire comprenant Alfraganus et Taylor (XXXII).

3. Plateau renfermant Agrippa, Godin, Rhticus (IV).

4. Groupe terminal des Apennins vers le Nord (V, X, XXII) (_fig. 36_).

5. Massif tendu terminant les Apennins vers le Sud (XXXIV).

6. Bloc central des Apennins,  peu prs rectangulaire, montrant bien la
supriorit d'altitude des bords par rapport au centre (XXIII, XXXIV)
(_fig. 36_).

7. Massif principal des Alpes, entre Cassini et la grande valle (V,
XIII, XXIII) (_fig. 37_).

8. Bloc situ entre Ramsden et Hippalus (VIII) (_fig. 49_).

9. Plateau rectangulaire situ entre Jules Csar et Mnlas (XXII).

10. Plateau de Censorinus, entre les mers de la Tranquillit et de la
Fcondit (XXVII, XXXII).

11. Massif de Vitruve, possdant un primtre quadrangulaire brch au
Sud (XXVII).

12. Pt montagneux en losange, entre Campanus et Vitello (XL).

13. Grand plateau en losange, englobant Eudoxe et son socle (XXXV).

Les objets que nous venons d'numrer sont tous assez loigns des bords
du disque. En effet, les limites des compartiments sont, en raison de
leur faible relief et de leur tat de dgradation, difficiles 
reconnatre sous une incidence rasante. Nanmoins, une fois l'attention
attire sur ce point, on se convaincra bientt que le centre du disque
n'est nullement privilgi sous ce rapport.




CHAPITRE XIV.

TMOIGNAGE APPORT PAR LA LUNE DANS LE PROBLME
DE L'VOLUTION DES PLANTES.


_Les lois du rseau rectiligne._--L'inspection qui vient d'tre faite
confirme une rgle, _a priori_ vraisemblable, et  laquelle conduit
aussi tout essai de classification des cirques: la physionomie des
orifices lunaires est subordonne  la constitution de l'corce aux
dpens de laquelle ils ont t forms, et celle-ci s'est modifie avec
le temps dans le sens d'un accroissement progressif d'paisseur et de
rsistance.

Les orifices rgulirement circulaires, aux flancs raides, trs creux en
proportion de leur diamtre, sont forms aux dpens d'une crote
paisse. Ils sont modernes et en gnral bien conservs.

Les bassins polygonaux, comportant des inclinaisons plus douces,
accusent des diffrences de niveau plus faibles, en rapport avec la
moindre paisseur des fragments solides mis en jeu. Ils sont anciens,
attaqus par diverses causes de ruine, et notamment par la superftation
de cirques plus rcents.

L'examen des sillons et des blocs montagneux nous met en prsence d'une
priode plus recule encore, celle o les mouvements du sol lunaire,
dans le sens vertical, portaient  la fois sur des compartiments bien
plus tendus que les cirques et mme que les mers actuelles. Les limites
de ces fragments avaient des courbures comparables  celles du globe
lunaire lui-mme, et nous pouvons, au point de vue de leur influence sur
les formations ultrieures, considrer ces limites comme rectilignes.
C'est ainsi, pour prendre un exemple familier aux gographes, que les
Cartes des courants gnraux de l'atmosphre et de l'Ocan prsentent un
dessin bien plus ample, bien plus largement trac que le relief des
continents.

Les faits rassembls dans le Chapitre prcdent nous semblent assez
nombreux, assez concordants pour autoriser les conclusions suivantes:

La crote solide de la Lune,  l'poque la plus ancienne o nous
puissions remonter, a t constitue, dans toutes ses parties, par un
assemblage de cases polygonales juxtaposes et imparfaitement soudes.

Ces cases ont pour forme lmentaire le losange. Leur constitution tient
 l'existence simultane, dans une mme rgion de la Lune, de deux
systmes principaux de sillons ou de rides. Les sillons d'un mme
systme sont  peu prs parallles et quidistants.

La troncature des angles aigus des losanges fait apparatre assez
souvent des hexagones, plus rarement des pentagones. Ce phnomne rvle
la superposition, aux deux systmes principaux de sillons parallles,
d'un troisime systme sensiblement inclin sur les deux premiers.

Dans les deux systmes principaux d'une mme rgion, l'quidistance des
rides est  peu prs la mme, en sorte que le rapport des dimensions
linaires d'une mme case tombe gnralement aux environs des nombres 1,
2 ou 1/2.

L'angle aigu des deux systmes principaux d'une mme rgion surpasse
presque toujours 60, si l'on tient compte de la dformation par la
perspective, et peut approcher de 90.

L'orientation des deux systmes principaux, par rapport au mridien,
varie lentement avec la longitude. Dans la partie centrale du disque,
les deux systmes sont notablement inclins sur le mridien. Prs des
bords, l'un des deux systmes tend  devenir parallle au mridien.

La frontire commune de deux cases adjacentes constitue, dans la
majorit des cas, une digue en relief. Il arrive aussi, moins
frquemment, que cette frontire est forme par une rainure discontinue;
elle peut enfin tre simplement une ligne faible de l'corce, sur
laquelle la prsence de tranes blanches et de petits orifices
rguliers trahit des manifestations ruptives.

Deux cases adjacentes ont pu prouver, l'une par rapport  l'autre, un
certain jeu horizontal, amenant une discordance entre les diverses
parties d'un mme sillon. Ce jeu s'effectue par arrachement plutt que
par plissement, par traction plutt que par pousse. Il est rare qu'une
diffrence de niveau notable se soit tablie entre une case et
l'ensemble de ses voisines.

La formation du rseau, dans son ensemble, remonte  une poque o la
Lune n'avait qu'une mince corce solide, en sorte qu'il ne pouvait s'y
crer de diffrences d'altitude importantes.

Le rseau rectiligne ne subsiste nulle part dans son tat initial; les
principales circonstances qui ont amen sa disparition ou son effacement
partiel dans la crote paissie paraissent tre:

1 Des mouvements tangentiels importants, affectant  la fois un grand
nombre de compartiments souds et dterminant des ruptures suivant des
lignes irrgulires, en discordance avec celles du rseau primitif;

2 Une priode volcanique trs longue et trs gnrale, amenant des
alternatives d'intumescence et d'affaissement dans l'tendue d'une mme
case ou de plusieurs cases adjacentes, et aboutissant au sectionnement
de l'corce suivant des cercles de faible rayon;

3 L'envahissement par des nappes liquides de vastes rgions affaisses.


_Influence du rseau rectiligne sur les formations plus rcentes._--Tout
en succombant dans cette lutte, bien des fois sculaire, le rseau
rectiligne a laiss des vestiges si nombreux et si clairement
coordonns, que nous sommes autoriss  conclure  son universalit dans
un pass lointain. Il a exerc une influence passive, mais encore
reconnaissable sur la structure et la dlimitation des masses
montagneuses, sur l'alignement, la distribution et le contour des
cirques, sur la forme mme des mers. Il s'en est produit des rditions
affaiblies sur divers points o l'panchement de grandes masses liquides
avait reconstitu momentanment, sur une chelle moindre, des conditions
analogues  celles de la plante fluide.

Dans les rgions o la multiplication excessive des orifices modernes a
fait disparatre les sillons primitifs, ceux-ci manifestent leur
existence ancienne par des chanes de cirques orientes suivant
certaines directions prfres. On conoit, en effet, que le
sectionnement pralable de l'corce en bandes offrira, sur certaines
lignes, une issue plus facile aux forces intrieures. Il en rsultera
que des bassins  peu prs contemporains et de mme dimension se
prsenteront par sries. Veut-on, au contraire, faire dterminer
l'emplacement des cirques par des chocs d'origine externe, une telle
distribution apparat comme dnue de toute probabilit.

Les cases contigus sont spares, soit par des sillons en creux, soit
par des digues en relief. Le premier mode de division domine dans les
massifs montagneux de la rgion quatoriale, le second dans la rgion
arctique. L'un et l'autre apparaissent comme passifs vis--vis des mers
ou des cirques, mais c'est la forme saillante qui a oppos l'obstacle le
plus efficace  l'expansion des bassins circulaires. Quand cette
expansion l'emporte, la partie englobe du sillon rectiligne n'est pas
fatalement condamne  disparatre. Elle s'affaisse plus ou moins 
l'intrieur du cirque et forme palier intermdiaire entre la plaine
intrieure et le plateau. Les mmes orientations, en trs petit nombre,
se retrouvent dans le contour polygonal du cirque, dans ses terrasses
intrieures, dans les sillons qui l'encadrent  distance. Ce ne serait
pas le cas si, comme l'a pens le professeur Suess, le cirque entier
reprsentait une portion de crote ramene  l'tat liquide par un flux
de chaleur interne.

L'indpendance de la plupart des sillons par rapport au relief des
rgions traverses, le plan large et rgulier qui prside  leurs
directions, montrent qu'ils sont le produit de causes anciennes et
profondes. Il en est de mme des grandes fissures traces en plaine,
comme celles d'Ariadus, d'Hyginus, de Triesnecker. Elles prsentent des
portions rectilignes et parallles, spares par des coudes trs nets.
Leur orientation, en concordance avec la structure gnrale de la
rgion, se retrouve  peu de distance dans les contours polygonaux
d'Agrippa, de Godin, de Rhticus, de la mer des Vapeurs. Donc ces
fissures, bien que traces  travers la surface unie d'une nappe
solidifie, ne sont point le rsultat de l'action de la pesanteur sur
cette nappe. Leur prsence rvle le jeu invisible des compartiments
submergs. Elle dcle des efforts de traction, exercs au cours mme de
la priode volcanique sur des fragments tendus de l'corce
sous-jacente. La mme remarque s'applique au Mur Droit, rattach par sa
direction au mme groupe que la veine mdiane d'Alphonse, aux veines de
la mer du Froid, parallles aux limites du massif des Alpes,  la
crevasse mdiane de Petavius, parallle  deux cts du cadre extrieur
(_fig. 41_).

Par contre, on est fond  parler d'un sectionnement rectiligne  la
fois rcent et superficiel,  propos des enceintes secondaires qui se
sont formes  l'intrieur de Gassendi, d'Atlas, de Posidonius,
d'Hercule. Leur dessin anguleux est une rdition locale et affaiblie
d'un tat de choses autrefois gnral (_fig. 50, 51_).


_De l'origine du rseau rectiligne._--D'aprs l'ensemble des faits
astronomiques et gologiques, la Terre a travers trois grandes phases
nettement diffrentes: une priode de fluidit totale, une priode de
solidification superficielle, une priode aqueuse. Dans cette dernire
phase, la constitution et l'aspect du sol sont principalement dtermins
par l'eau qui le recouvre ou s'y prcipite. Presque toutes les causes
que nous voyons  l'oeuvre aujourd'hui en drivent et tendent  effacer
le relief.

Sur la Lune l'eau fait dfaut actuellement et elle n'a pas laiss de
traces d'une intervention active dans le pass. La nappe ocanique et la
couverture sdimentaire sont absentes. Il suit de l que la Lune est
particulirement propre  nous apprendre comment la solidification s'est
accomplie et comment s'est effectu le passage de la premire priode 
la seconde.

Plus petit, notre satellite a volu plus vite: mais depuis longtemps
dj la permanence y rgne  un tel degr que les traits les mieux
visibles de la surface lunaire peuvent tre comparables, par leur ge,
aux plus anciens accidents du sol terrestre. La dernire priode de
destruction traverse a t celle de la formation des cirques. Ses
ravages n'ont pas t tels que l'tat immdiatement antrieur ne puisse
tre reconstitu avec une probabilit trs leve.

Il y a eu, dans notre opinion, une poque o tous les accidents de la
surface de la Lune se partageaient entre deux types: le type arctique,
plaines quadrangulaires encadres de cordons saillants (_fig. 46_), le
type quatorial form de losanges assembls, sans dpression notable du
centre des cases. Il est facile d'imaginer la transition de l'un 
l'autre, en supposant que les cordons perdent graduellement leur relief
et se transforment en sillons irrguliers. Le problme consiste
maintenant  expliquer comment l'une ou l'autre de ces formes a pu
driver de l'tat initial le plus vraisemblable, par le jeu rgulier des
lois physiques.

Les plantes et leurs satellites ont commenc par tre fluides dans
toute leur masse. Leur forme sphrique le dmontre et jamais,
croyons-nous, une contestation srieuse ne s'est leve sur ce point.
Tant que cet tat persiste, la surface de la plante, constamment
renouvele, dissipe dans l'espace une quantit de chaleur bien
suprieure  celle qui est reue du Soleil. C'est  la surface que se
produit le refroidissement le plus actif et que les scories doivent se
former tout d'abord.

Que deviennent les lots ainsi constitus? Ici, la divergence des
thories se manifeste. Les uns (Lord Kelvin, MM. King et Barus, etc.)
veulent que les particules solidifies plongent  l'intrieur, o elles
reprennent bientt l'tat liquide sous l'influence d'une temprature
plus haute. Ainsi s'effectue un brassage prolong qui tend  tablir
dans toute la masse une temprature  peu prs uniforme  un moment
donn, mais dcroissante avec le temps. Pour nombre de substances, la
compression favorise le passage  l'tat solide. C'est donc au centre,
o les pressions sont plus fortes, que la solidification commence, pour
se propager ensuite vers la surface. Dans ce systme, la Lune est
totalement solidifie; la Terre l'est aussi, sauf des poches de lave
relativement insignifiantes, qui donnent lieu aux ruptions volcaniques.

La thse oppose, plus en faveur prs des gologues (Suess, de
Lapparent, Sacco, etc.), admet que, dans l'tat de fluidit, les
matriaux se sont disposs par ordre de densit croissante, en allant de
la surface au centre. Les substances peu denses sont ainsi les plus
exposes au refroidissement. Plusieurs d'entre elles,  l'exemple de
l'eau, se dilatent par la solidification. Elles vont donc former une
crote solide graduellement paissie. Le retour  l'tat liquide sera
pour elles une rare exception, bien que la partie fluide doive
prdominer longtemps encore par sa masse. La conductibilit des roches
pour la chaleur est, en effet, si faible que la solidification totale
d'une plante, par l'extrieur, semble devoir rclamer autant ou plus de
temps que l'extinction du Soleil.

Nous avons indiqu, au Chapitre VII de ce Livre, diverses raisons qui
tendent  faire limiter  un petit nombre de myriamtres l'paisseur de
la crote terrestre, c'est--dire de la couche o la rigidit des
matriaux s'oppose aux courants de convection. La Lune fournit  l'appui
de la mme thse des arguments d'un autre ordre, mais qui sont bien loin
d'tre ngligeables.

Les traits anciens du relief lunaire rentrent dans un plan mieux dfini
et plus rgulier que celui des chanes de montagnes terrestres. Nous y
trouvons comme lment essentiel des fractures disposes en sries
parallles, avec de faibles dnivellations. L'intervalle de deux
fractures conscutives n'est jamais qu'une petite fraction du rayon
lunaire. L o cette structure s'efface, on voit sans peine que sa
disparition est due  des ruptions volcaniques ou  d'abondants
panchements liquides qui ont nivel la surface.

Cette figure est prcisment celle que nous devons nous attendre 
rencontrer dans l'hypothse d'une corce mince et non mallable. Quand
la variation des forces extrieures tend  imposer  la masse fluide une
nouvelle figure d'quilibre, satisfaction est donne  cette tendance
par la formation de crevasses successives rendant possible la flexion de
l'corce, ainsi qu'on peut l'observer sur les glaciers. Si la flexion
ainsi ralise n'est pas suffisante, le liquide intrieur comprim
dborde par les crevasses et les oblitre. L'intervalle d'une fissure 
l'autre sera du mme ordre que l'paisseur de la crote et variera dans
le mme sens. Entre les deux lvres d'une mme fissure, la diffrence de
niveau sera toujours moindre que l'paisseur de la crote, car elle ne
saurait lui devenir gale sans que le fragment infrieur ne soit inond.
Ce n'est plus alors un sillon que l'on observe, mais une terrasse, comme
celles dont le Mur Droit nous offre l'exemple le plus net.

Avec le temps, les nappes panches se figent, l'paisseur de la crote
augmente, les ruptures deviennent plus rares et plus espaces, mais
aussi peuvent donner lieu  des ingalits plus fortes. Enfin, l'corce
devient tellement rsistante qu'elle ne cde plus qu'accidentellement
sur des points faibles, o se forment des chemines volcaniques. Il
semble aujourd'hui que l're des conflits soit close. Nous ne voyons
plus sur la Lune aucune nappe liquide qui trahisse un panchement
rcent, ni mme aucun espace un peu notable qui n'ait reu et gard des
dpts ruptifs.

Les choses se passeront tout autrement dans la thorie de Lord Kelvin,
qui fait crotre le noyau solide  partir du centre. Cet accroissement
s'effectue grain par grain, avec lenteur et rgularit, comme celui dont
les couches stratifies de l'corce terrestre sont le rsultat. Toute la
masse acquiert une temprature presque uniforme, voisine du point de
solidification. Tant que la nappe liquide est assez abondante pour
couvrir toute la surface, elle se dispose  chaque instant suivant les
exigences de l'isostase. On n'aperoit aucun motif pour que la figure du
noyau s'carte d'une surface de niveau rpondant  la valeur moyenne de
la pesanteur, c'est--dire d'un sphrode trs uni.

A la vrit, la nappe liquide, diminuant toujours, laissera merger des
portions d'abord trs petites, puis de plus en plus grandes de ce noyau
solide. Mais quelle cause invoquera-t-on pour faire natre, soit sur les
lots, soit sur les continents, un relief brusque et accident? Ce ne
sera point la raction du liquide intrieur, que la thorie a justement
pour objet de supprimer. Ce ne sera pas davantage l'rosion, puisque les
bassins lunaires n'ont nulle part le caractre de valles ouvertes. La
contraction par refroidissement, dj trouve  peine suffisante dans la
premire thorie pour expliquer le relief terrestre, nous chappe ici,
puisque la priode antrieure a eu pour effet ncessaire d'amener le
globe entier  une temprature uniforme et mdiocrement leve, celle de
la solidification des minraux.

Reste, pour expliquer le relief lunaire, l'action des forces extrieures
manant du Soleil ou de la Terre. Il est clair que ces forces, agissant
sur toutes les particules du globe solide, varient d'une manire lente
et continue. Si la limite de rsistance est dpasse, la dformation
s'accomplira par voie de fissures et de glissements intressant toute la
masse du globe et non pas seulement des cailles superficielles. Nous
n'avons aucune chance de voir apparatre une agglomration dense de
montagnes abruptes et de valles profondes.

Enfin, si l'on admet que la solidification porte en dernier lieu sur une
mince couche superficielle, on ne voit pas  quel rservoir
s'alimenteront les nombreuses et abondantes ruptions volcaniques dont
la Lune a t le thtre. On ne s'explique pas la prsence de ces nappes
unies qui couvrent le fond des mers et des cirques et qui attestent des
solidifications lentement opres,  des niveaux qui diffrent de
plusieurs milliers de mtres.

Que l'on envisage, au contraire, la raction d'une grande masse fluide
sur une corce relativement mince et htrogne, la temprature peut
monter vers le centre  des chiffres trs levs, la contraction par
refroidissement reprend le rle principal dans l'tablissement du
relief, les ingalits locales de la crote n'ont plus d'autre limite
que son paisseur, l'alimentation ultrieure des volcans est largement
assure; l'lment priodique que les mares introduisent dans la
dformation fait apparatre comme probable la prdominance de deux
directions principales dans l'alignement des cassures.


_Divergence dans les modes d'volution respectifs de la Terre et de la
Lune. Conclusion._--Tout ce qui prcde nous conduit  regarder la
surface solide comme forme au dbut par la jonction de bancs assez
minces de scories flottantes. On ne voit pas qu'une diffrence notable
doive tre tablie  cet gard entre les deux plantes.

Cette crote mince, fragile, peu cohrente, subira des vicissitudes plus
fortes sur la Lune, en raison de l'ampleur des mares que l'attraction
de la Terre y provoque. Le fluide interne, encore peu comprim et
presque toujours libre de ses mouvements, s'enflera priodiquement. Deux
sries de cassures apparatront, les unes parallles au front de l'onde
de mare, les autres suivant la direction des courants principaux que
ces mares dterminent.

Sous cette double sollicitation, l'corce se partage en cases
quadrangulaires, dont les frontires forment des cicatrices
alternativement ouvertes et refermes. Le trac de ces frontires est
ample, voisin d'un grand cercle, comme celui des ondes de mare quand
elles trouvent peu de rsistance. La crote solide gagne en paisseur
par l'action du refroidissement et surtout par la solidification des
nappes panches. Elle exerce une pression croissante sur le fluide
intrieur, l'amne  l'tat visqueux et rend ses dplacements plus
difficiles. En mme temps les mares tendent  s'teindre,  mesure que
l'galit s'tablit entre les dures de rotation et de rvolution de la
Lune. La priode de formation des crevasses apparat donc comme limite.
Il semble, en fait, qu'elle tait dj sur son dclin quand la priode
volcanique s'est ouverte. Trs peu de cirques se montrent partags en
deux par une fissure. Trs peu de sillons anciens, dpendant d'un
systme rhombique, ont chapp  une destruction partielle par les
dpts ruptifs. Les seules crevasses restes nettes et fraches sont
celles qui sont traces en plaine  travers des panchements rcents.
Elles semblent toutefois rvler les mouvements tardifs des
compartiments submergs, dont elles reproduisent les orientations.

La Terre a travers, cela n'est gure douteux, une transformation
analogue, moins active en raison de l'ampleur moindre des mares, plus
prolonge en raison de la marche lente du refroidissement. Le
sectionnement de l'corce a d suivre, quelque temps au moins, la mme
marche, mais les cases primitives ont t plus effaces sur la Terre, 
la suite de la formation des nappes ocaniques et sdimentaires,
qu'elles ne l'ont t sur la Lune par les ruptions volcaniques. La
prdominance de deux directions principales a cependant laiss sur notre
globe des traces nombreuses, par exemple le contour anguleux des
plateaux archens, la terminaison des continents en pointe vers le Sud,
le paralllisme des rivages de l'Atlantique, la similitude de l'Amrique
du Sud et de l'Afrique, les coudes brusques des grandes valles et des
lignes de fate en pays de montagnes, la succession des failles en
sries parallles. Il y a l des indices concordants d'une structure
indpendante des dpts stratifis, antrieure  leur formation, tablie
sur un plan plus gomtrique et plus large.

Le sectionnement de l'corce en cases n'a t que le point de dpart
d'une nouvelle srie de dformations. La premire corce cohrente
correspond  une figure d'quilibre relatif actuelle. Cette figure se
modifie, avec le temps, sous l'influence de causes diverses: changement
dans la position des ples, variation de la vitesse angulaire et, par
suite, du rgime des mares, contraction du globe entier par
refroidissement.

Si nous savions quelle a t la srie des positions occupes par les
ples de la Lune, par quelles valeurs a pass la vitesse angulaire, nous
serions  mme d'valuer, d'une manire approximative, l'effet des deux
premires causes. Mais toutes les hypothses que l'on peut faire  ce
sujet sont trs hasardes. Il y a seulement lieu de penser, d'aprs
l'abondance plus grande des nappes panches dans la rgion quatoriale,
qu'il y a eu, avant la dessiccation dfinitive, augmentation de la
vitesse angulaire et allongement du demi-axe tourn vers la Terre. Ces
deux effets sont d'ailleurs indiqus comme probables par la thorie;
mais, d'aprs la sphricit actuelle de la Lune, ils ne semblent pas
avoir t trs intenses.

Au contraire, en ce qui concerne la contraction par refroidissement,
nous ne pouvons douter qu'elle n'ait agi. Plus srement encore que pour
la Terre, elle a t le facteur principal de dformation, car
l'htrognit de la crote, le poids des sdiments, invoqus comme
causes additionnelles pour suppler  l'insuffisance prsume de la
contraction, n'interviennent ici que dans une mesure trs rduite. Mais
la contraction entranera, dans les deux cas, des consquences fort
diffrentes.

L'corce terrestre, oblige par son poids de demeurer applique sur un
noyau qui s'amoindrit, forme des sries de plis parallles,
reconnaissables dans le relief extrieur de plusieurs contres, trs
apparents dans la disposition onduleuse des couches stratifies et
intressant mme les roches primitives. Ainsi, quand deux fragments
contigus de l'corce sont presss l'un contre l'autre, chacun d'eux
arrive  se plisser, en quelque sorte sur place, jusqu' une profondeur
considrable. A la surface ces plis ne peuvent acqurir un bien grand
relief sans se coucher ou se renverser, parce que la pesanteur a vite
raison de la tnacit de la crote. Il n'y a pas toutefois disproportion
excessive entre les deux forces et des carts assez grands, par rapport
aux surfaces de niveau, pourront tre raliss.

Supposons maintenant la pesanteur rduite  la sixime partie de sa
valeur, ainsi qu'il arrive sur la Lune, et nous devons nous attendre 
observer un tout autre mode de dformation.

Deux masses flottantes, paisses de 3000m  6000m et fortement presses
l'une contre l'autre n'arriveront plus  se plisser. L'espace manquant
peut tre regagn au prix d'un moindre travail et la pesanteur se trouve
vaincue avant la rsistance molculaire.

Il y aura d'abord effacement du sillon intermdiaire, qui pourra tre
remplac par une ligne saillante  la suite de l'crasement des bords
venus en contact plus intime. On voit ainsi natre le type arctique,
observable au voisinage du ple Nord de la Lune et ralis aussi par
voie artificielle dans les expriences de M. Hirtz[16].

[Note 16: _Reproduction exprimentale de plissements lithosphriques_,
par M. HIRTZ (_Comptes rendus de l'Acadmie des Sciences_, t. CXLIII, p.
1167).]

La pousse latrale continuant  s'exercer dans le mme sens, l'un des
fragments en conflit, pouvant embrasser une srie de cases adjacentes,
se dnivelle, s'incline et surmonte l'obstacle. Nous obtenons ainsi une
large bande en saillie, doucement incline du ct d'o la pression est
venue, termine par une pente rapide du ct o la pression se dirige.
Cette structure monoclinale et dissymtrique est, comme il est facile de
s'en convaincre, celle de la plupart des massifs montagneux de la Lune,
mis en vidence par de fortes diffrences de niveau.

La frange dbordante, soumise  de violents efforts et place en
porte--faux, ne subsistera souvent qu' l'tat de blocs disjoints comme
ceux des Alpes et du Caucase. La partie recouverte, fortement
surcharge, s'enfonce dans le liquide o elle flottait, d'une quantit
gale ou suprieure  sa propre paisseur. Elle offre donc un domaine
tout prpar pour l'invasion des panchements internes, et toutes les
chances seront pour qu'elle se transforme en mer. C'est au pied mme de
la bordure montagneuse que la dpression sera la plus forte, comme
l'indiquent, de nos jours encore, la prsence de taches obscures ou
d'ombres locales.

[Illustration: Fig. 27[17]. Reproduction artificielle du type lunaire
arctique, par M. Hirtz. Dformations obtenues par le dgonflement d'une
sphre creuse lastique recouverte de paraffine.]

[Note 17: Cette figure est extraite d'un travail de M. HIRTZ paru dans
les _Comptes rendus de l'Acadmie des Sciences_, t. CXLIII, p. 1167.]

Au point o nous sommes parvenus, le relief lunaire peut tre considr
comme constitu dans ses grands traits, dj fort diffrents de ceux que
la Terre pouvait offrir dans la priode correspondante. L'attnuation de
la pesanteur, principalement responsable du contraste, intervient aussi
pour donner un tout autre caractre  la priode volcanique qui va
suivre. C'est elle encore qui, en laissant s'chapper de la Lune l'eau
et l'atmosphre, y a clos par avance, en quelque sorte, ces mmorables
chapitres d'histoire dont la Gologie fait son objet principal et que
notre satellite semble destin  ne jamais connatre.

FIN.




TABLE DES MATIRES.


PREMIRE PARTIE.

LA TERRE.

Pages.

CHAPITRE I.--La notion de la figure de la Terre, de Thals  Newton 1

CHAPITRE II.--L'aplatissement du globe. Essais de thorie mathmatique
de la figure de la Terre 16

CHAPITRE III.--Rsultats gnraux des mesures godsiques. Variations
observes de la pesanteur  la surface 28

CHAPITRE IV.--Les grands traits du relief terrestre et le dessin
gographique 38

CHAPITRE V.--L'histoire du relief terrestre; les principales thories
orogniques 48

CHAPITRE VI.--La structure interne d'aprs les donnes de la Mcanique
cleste et de la Physique 61

CHAPITRE VII.--La structure interne d'aprs les donnes de l'Astronomie
et de la Gologie 69

SECONDE PARTIE.

LA LUNE.

CHAPITRE VIII.--La configuration de la Lune tudie par les mthodes
graphiques et micromtriques. Les Cartes lunaires 81

CHAPITRE IX.--La gense du globe lunaire et les conditions physiques 
sa surface 97

CHAPITRE X.--La figure de la Lune tudie sur les documents
photographiques. Les traits gnraux du relief 110

CHAPITRE XI.--Les cirques lunaires et les principales thories
slnologiques 121

CHAPITRE XII.--L'intervention du volcanisme dans la formation de
l'corce lunaire 133

CHAPITRE XIII.--Les formes polygonales sur la Lune 143

CHAPITRE XIV.--Tmoignage apport par la Lune dans le problme de
l'volution des plantes 161

FIN DE LA TABLE DES MATIRES.




Paris.--Imprimerie GAUTHIER-VILLARS, quai des Grands-Augustins, 55.




[Illustration: FIG. 28.--Les cirques Messier et Messier A. (Soleil
levant.) Agrandissement d'un clich obtenu  l'Observatoire de Paris, le
19 mars 1907.]

[Illustration: FIG. 29.--Messier et Messier A. (Soleil couchant.)
Agrandissement d'un clich obtenu  l'Observatoire de Paris, le 26
octobre 1904.]

[Illustration: FIG. 30.--Rpartition des mers sur la Lune. Rduction
d'un clich obtenu  l'Observatoire de Paris, le 30 septembre 1901.]

[Illustration: FIG. 31.--Un cirque lunaire. (Thophile.) Agrandissement
d'un clich obtenu  l'Observatoire de Paris, le 16 fvrier 1899.]

[Illustration: FIG. 32.--La Mer des Crises. Agrandissement d'un clich
obtenu  l'Observatoire de Paris, le 10 septembre 1900.]

[Illustration: FIG. 33.--La Mer du Nectar. Agrandissement d'un clich
obtenu  l'Observatoire de Paris, le 16 fvrier 1899.]

[Illustration: FIG. 34.--La Mer des Humeurs. Agrandissement d'un clich
obtenu a l'Observatoire de Paris, le 14 novembre 1899.]

[Illustration: FIG. 35.--La Mer de la Tranquillit. Agrandissement d'un
clich obtenu  l'Observatoire de Paris, le 16 fvrier 1899. On
remarquera sur cette preuve: au-dessus du centre la double fissure de
Sabine, suivant le contour de la mer;  droite du centre, le cirque
Arago, accompagn de deux intumescences.]

[Illustration: FIG. 36.--Les Apennins lunaires. Agrandissement d'un
clich obtenu  l'Observatoire de Paris, le 5 avril 1903.]

[Illustration: FIG. 37.--Le Caucase et les Alpes lunaires.
Agrandissement d'un clich obtenu  l'Observatoire de Paris, le 5 avril
1903.]

[Illustration: FIG. 38.--Copernic. Agrandissement d'un clich obtenu 
l'Observatoire de Paris, le 2 fvrier 1896.]

[Illustration: FIG. 39.--Janssen. Agrandissement d'un clich obtenu 
l'Observatoire de Paris, le 16 fvrier 1899.]

[Illustration: FIG. 40.--Platon. Agrandissement d'un clich obtenu 
l'Observatoire de Paris, le 25 octobre 1899.]

[Illustration: FIG. 41.--Petavius. Agrandissement d'un clich obtenu 
l'Observatoire de Paris, le 10 septembre 1900. On remarquera la fissure
mdiane, la double enceinte et,  la partie suprieure de l'preuve, un
plateau saillant en forme de losange.]

[Illustration: FIG. 42.--Aurole sombre de Tycho. Agrandissement d'un
clich obtenu  l'Observatoire de Paris, le 10 septembre 1900. Comparer
avec la figure 33, o la mme aurole est visible en mme temps que
l'ensemble des tranes brillantes.]

[Illustration: FIG. 43.--Sillons et encadrements rectilignes autour de
Herschel, Albategnius, Arzachel. Agrandissement d'un clich obtenu 
l'Observatoire de Paris, le 5 avril 1903.]

[Illustration: FIG. 44.--Le Mur Droit et la rgion environnante.
Agrandissement d'un clich obtenu  l'Observatoire de Paris, le 8
fvrier 1900.]

[Illustration: FIG. 45.--Sillon formant tangente commune intrieure aux
contours d'Almanon et d'Albufeda. Agrandissement d'un clich obtenu 
l'Observatoire du Paris, le 17 fvrier 1899.]

[Illustration: FIG. 46.--Plaines encadres de cordons saillants (type
arctique). Rgion de Mton, Euctemon. Agrandissement d'un clich obtenu
 l'Observatoire de Paris, le 26 mars 1901.]

[Illustration: FIG. 47.--Clavius, Heinsius, les digues de Tycho.
Agrandissement d'un clich obtenu  l'Observatoire de Paris, le 23
fvrier 1896.]

[Illustration: FIG. 48.--Aristarque. Agrandissement d'un clich obtenu 
l'Observatoire de Paris, le 4 septembre 1904. La rgion attenante,
limite par un paralllogramme, se distingue de la mer par une teinte
plus sombre.]

[Illustration: FIG. 49.--Bloc montagneux entre Hippalus et Ramsden.
Agrandissement d'un clich obtenu  l'Observatoire de Paris, le 3
septembre 1904. Ce bloc, visible  la partie suprieure de l'preuve, a
gard  peu prs intacte son enceinte en losange.]

[Illustration: FIG. 50.--Gassendi et la Mer des Humeurs. Agrandissement
d'un clich obtenu  l'Observatoire de Paris, le 23 juillet 1897.]

[Illustration: FIG. 51.--Posidonius. Agrandissement d'un clich obtenu 
l'Observatoire de Paris, le 26 avril 1898.]

[Illustration: Terres actuellement merges. Terres immerges  une
profondeur infrieure  2000m. Position des artes du ttradre
terrestre d'aprs MM. Lowthian Green et de Lapparent. AD, BE, CF sont
les positions que l'on est conduit  donner aux artes mridiennes,
quand on veut se conformer  la symtrie polaire. A'D', B'E', C'F' sont
les positions de ces artes aprs torsion et rupture; ce trac rpond
mieux au relief actuel. Dans l'un et l'autre cas les artes, en
apparence parallles, convergent dans le voisinage du ple Sud. On a
figur, avec les simplifications exiges par l'chelle de la Carte, la
ligne des rivages aprs un abaissement fictif de 2000m dans le niveau
des mers. Cette ligne ne peut tre trace, faute de renseignements
suffisants, au nord de l'Amrique et de l'Asie.]

[Illustration: Hypsomtrie gnrale du globe terrestre. Terres merges
dont l'altitude moyenne est infrieure  1000m. Plateaux et massifs dont
l'altitude moyenne dpasse 1000m. Fosses ocaniques o la profondeur
moyenne dpasse 5000m. Les points accompagns de chiffres correspondent
aux plus grandes profondeurs mesures.]







End of the Project Gutenberg EBook of La terre et la lune, by P. Puiseux

*** END OF THIS PROJECT GUTENBERG EBOOK LA TERRE ET LA LUNE ***

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