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La géographie physique de l’océan

Wyville Thompson, La revue scientifique — 2 novembre 1878

Mis en ligne par Denis Blaizot le jeudi 31 mars 2016

ASSOCIATION BRITANNIQUE POUR L’AVANCEMENT DES SCIENCES
Congrès de Dublin [1]
SÉANCES DES SECTIONS.
SECTION DE GÉOGRAPHIE

SIR C. WYVILLE THOMSON De la Société royale de Londres.

Après avoir constaté que depuis quelques années les gouvernements de toutes les puissances maritimes associent la science à toutes leurs expéditions lointaines, M. le professeur Wyville Thomson énumère les grandes expéditions maritimes les plus récentes, et en indique rapidement les principaux résultats, sans oublier de rendre hommage au dévouement avec lequel des hommes tels que MM. Mohn et Sars, et bien d’autres encore, se consacrent tout entiers à la science.

De la nature même de toutes ces entreprises diverses il résulte que la partie de la science géographique aux progrès de laquelle elles ont le plus contribué est la géographie physique de la mer, les appareils spéciaux dont elles étaient pourvues étant surtout des instruments destinés à déterminer la température de l’eau à différentes profondeurs, la profondeur des mers et la nature de leur fond, et, dans quelques cas peu nombreux, la distribution de la faune des mers profondes. Le temps me manquerait pour vous donner même une esquisse de ces différentes recherches, et pour montrer la part qui revient à chacun dans ces progrès généraux de la science ; j’aime mieux profiter de ces progrès pour. vous présenter un tableau rapide de l’état des régions océaniques qui viennent d’être explorées, bien qu’en le faisant je doive quelquefois me voir forcé d’aborder des points encore contestés. Mais je veux m’efforcer d’éviter ici, autant que possible, toute controverse, me bornant à exposer les faits tels qu’ils se présentent à moi.

Notre grand géologue Lyell a dit, il y a déjà bien des années, qu’un grand nombre des phénomènes les plus remarquables de l’état physique actuel de la terre dépendent de ce que la surface du globe est partagée en deux hémisphères, dont l’un contient presque toute la terre ferme, tandis que l’autre est presque entièrement couvert d’eau. Le centre de l’hémisphère de terre ferme se trouve quelque part dans la Grande-Bretagne, et le centre de l’hémisphère océanique, qui contient l’océan Pacifique méridional, les terres antarctiques, l’Australie et la pointe sud de l’Amérique méridionale, se trouve dans le voisinage de la Nouvelle-Zélande. Tout en connaissant bien la continuité absolue de l’Océan, nous nous sommes jusqu’ici trop habitués à le considérer comme composé de plusieurs océans, dont chacun pourrait être soumis à des conditions physiques spéciales. Bien au contraire, toutes les observations récentes démontrent que la vaste étendue d’eau salée dont le centre se trouve dans l’hémisphère sud, forme un océan unique, dont l’Atlantique, les mers arctiques et l’océan Pacifique septentrional ne sont que des prolongements et de véritables golfes ; de sorte que tout phénomène physique reconnu dans une de ses parties doit être considéré comme faisant partie du système général des phénomènes auxquels l’ensemble de l’océan est soumis.

Quelque peu profonde que soit la couche d’eau qui forme l’Océan, puisque ce n’est, pour ainsi dire, qu’une mince pellicule par rapport au rayon de la terre, cette couche se subdivise d’une manière bien tranchée en deux autres, soumises à des conditions bien différentes relativement à leurs mouvements et à leurs températures. A une profondeur qui varie suivant les parties du monde, mais qui peul être d’environ cinq cents brasses en moyenne, nous trouvons une couche d’eau à la température de 4,50°C, que l’on peut regarder comme une sorte de bande neutre, séparant les deux couches en question. Au-dessus de cette bande, la température varie beaucoup suivant les latitudes, et les lignes isothermobathiques s’y trouvent tantôt espacées d’une façon assez régulière, tantôt convergeant ensemble vers la surface ; au-dessous de cette bande, presque partout la température s’abaisse avec une lenteur de plus en plus grande jusqu’à son minimum, qui se trouve dans le voisinage du fond.

H y a toujours plus ou moins de complexité dans les causes de grands phénomènes naturels, tels que les mouvements de masses d’eau énormes, ou l’existence de conditions de température anormales sur une grande étendue ; mais le plus souvent une de ces causes semble tellement dominer toutes les autres que celles-ci peuvent être négligées sans erreur sensible dans une étude générale. A ce point de vue, l’on peut dire que les vents alizés, leurs modifications et leurs contre-courants sont la cause de tous les mouvements de la couche de l’océan située au-dessus de la bande neutre. Ce système de circulation horizontale, malgré l’importance énorme que lui donne son influence sur la distribution des climats, est assez simple. Pour n’en considérer que les grands traits, nous dirons que le grand courant équatorial lancé de l’est à l’ouest par les vents alizés à travers les prolongements septentrionaux de l’océan, vient se heurter contre les côtes orientales des continents. Une branche de ce courant tourne vers le nord, suit les côtes qui ferment cette extrémité du Pacifique, et, emportée par son excès de vitesse initiale, tend à revenir vers la côte de l’Amérique du Nord ; dans l’Atlantique aussi, suivant un chemin à peu près semblable, le Gulf-stream va baigner les rivages de l’Europe septentrionale, et une de ses ramifications pénètre jusque dans le bassin des mers arctiques, où elle combat l’accroissement de la glace paléocrystique et maintient imparfaitement ouverte la route par laquelle Nordenskjöld espère se frayer un passage jusqu’au détroit de Behring. Les portions du courant qui s’infléchissent vers le sud ne produisent pas d’effets appréciables, parce qu’elles vont en grande partie se perdre dans le grand courant occidental des vents anti-alizés du sud.

Un des résultats les plus singuliers de nos dernières explorations est la démonstration d’un fait complètement inattendu : l’énorme masse d’eau, souvent de plus de deux mille brasses de profondeur, qui se trouve au-dessous de la bande neutre, se meut lentement vers le Nord, de sorte que les profondeurs de l’Atlantique, du Pacifique et de l’océan Indien sont réellement occupées par des prolongements de la mer Antarctique, qui conservent presque partout leur température caractéristique. La persistance d’une température assez basse, tandis que la température du fond même de l’océan doit être plus élevée, et que celle des couches supérieures de la mer l’est beaucoup plus, est par elle-même une preuve concluante du mouvement continu d’eaux : provenant d’une région froide ; et le fait que la température des couches océaniques inférieures, soit dans l’Atlantique, soit dans le Pacifique, s’élève d’une quantité assez faible, il est vrai, mais parfaitement appréciable, à mesure que l’on avance vers le nord, tandis qu’il est facile de constater la continuité qui existe entre les couches australes et celles du nord, - ce fait, dis-je, suffit pour prouver que la région froide d’où proviennent les eaux est située au sud.

L’explication d’un phénomène si inattendu nous paraît simple. Par une cause qui n’a pas encore été bien reconnue, l’évaporation surpasse de beaucoup la précipitation dans la partie septentrionale de l’hémisphère des terres, tandis que dans l’hémisphère des eaux, et surtout dans la partie méridionale de celui-ci, c’est le contraire qui a lieu : ainsi une portion de la circulation générale de l’océan se fait par l’atmosphère ; l’eau s’élève à l’état de vapeur dans l’hémisphère nord, est poussée par les courants atmosphériques supérieurs vers la zone de faibles pressions barométriques qui se trouve au sud, et là se précipite sous la forme de neige ou de pluie ; puis, revenant vers le nord par les endroits les plus profonds de l’océan, en vertu de la densité plus grande que lui donne sa basse température, elle vient remplacer l’eau enlevée par l’évaporation.

Les eaux froides avancent donc du sud au nord ; mais elles rencontrent plusieurs barrières sur leur chemin, et ces obstacles, tout en prouvant la réalité du mouvement des eaux vers le nord, si une nouvelle preuve était nécessaire, démontrent une autre loi qui règle la distribution des températures océaniques. La température des eaux profondes s’abaisse lentement vers un minimum qui se trouve au fond ; ainsi, si nous admettons qu’à une profondeur de deux : mille brasses la température soit deux degrés, à trois mille brasses elle pourra n’être plus que zéro. Or, si dans ce cas le courant rencontre, en marchant lentement vers le nord, une barrière continue sous la forme d’une chaîne de montagnes sous-marine qui arrive jusqu’à moins de deux mille brasses de la surface, il est clair que toute l’eau dont la température est inférieure à deux degrés se trouvera arrêtée, et, par conséquent, quelle que soit la profondeur du bassin situé au nord de la chaîne de montagnes, l’eau y conservera une température minimum de deux degrés depuis la profondeur de deux mille brasses jusqu’au fond. Nous trouvons, dans un grand nombre de parties de l’océan, des exemples très remarquables de l’effet exercé sur la température des mers profondes par des barrières de ce genre qui coupent des courants froids ; le plus frappant de tous est peut-erre une série singulière de mers ainsi fermées, et présentant des températures différentes, entre les îles de la Malaisie. Nous pouvons d’ailleurs en signaler un autre cas bien plus près de nous. Sur toute l’étendue de la mer Méditerranée, l’évaporation surpasse de beaucoup la condensation ; aussi, pour maintenir le niveau de cette mer, l’océan Atlantique fournit-il un courant constant d’eau qui pénètre par le détroit de Gibraltar. J’omets à dessein de parler d’un contre-courant irrégulier qui est dû il l’action de la marée. La température minimum de la Méditerranée est d’environ douze degrés centigrades à partir de la profondeur de cent brasses jusqu’au fond. Dans l’océan Atlantique la température de douze degrés est celle qui correspond à la profondeur de cent brasses à l’entrée du détroit, de sorte que, très probablement, le sondage de ce passage permettrait de constater que la partie accessible aux : eaux de l’océan ne dépasse guère cent brasses de profondeur.

Une autre question importante résolue par les derniers voyages scientifiques est celle de la profondeur de l’océan. Des lignes de sondages, relevées avec un soin particulier dans toutes les directions, semblent établir que la profondeur moyenne de l’océan est d’un peu plus de deux mille brasses - 3650 mètres, - et que très probablement elle n’est nulle part de plus de cinq mille brasses - 9000 mètres environ. Les profondeurs de plus de quatre mille brasses sont rares et tout à fait locales ; ce sont, le plus souvent, des abîmes dans le voisinage des îles volcaniques. Tous les bassins océaniques présentent des dépressions d’une étendue très considérable, où la profondeur arrive à trois mille brasses (environ 5500 mètres) ou un peu plus, et les axes de ces dépressions sont à peu près parallèles à ceux des continents voisins.

Sur une étendue qui ne dépasse guère la distance de trois ou quatre cents milles - 500 ou 600 kilomètres - du rivage, quelle que soit la profondeur des eaux, se forment des dépôts de substances qui proviennent surtout de la désagrégation des roches de la côte, et dont, par conséquent, la structure et la composition dépendent de la nature et de la composition des roches qui en fournissent les éléments. Ces dépôts conservent dans leur sein les parties dures des animaux qui vivent dans les zones où ils s’opèrent, et ils sont de tout point analogues aux terrains de sédiment de tout âge que nous connaissons. Dans les eaux de profondeur moyenne, jusqu’à deux mille brasses environ, la plupart des mers nous présentent un dépôt limoneux de globigérine, formé presque entièrement des coquilles de foraminifères qui vivent à la surface de la mer, lesquelles sont tombées au fond après la mort de ces insectes. Ce terrain, qui occupe une grande portion du fond de l’Atlantique, et une partie considérable de ceux du Pacifique et des mers australes, a beaucoup d’analogie avec la craie ; seulement nous savons maintenant qu’en général il se forme dans des eaux plus profondes que la craie de la période crétacée.

Au delà de deux mille cinq cents ou trois mille brasses de ,profondeur, nous ne trouvons plus de dépôts de ce genre. Les rivages des continents sont généralement trop loin pour fournir des détritus terrestres, et quoique les foraminifères qui donnent la craie soient aussi abondants à la surface de ces parties de l’océan que partout ailleurs, pas une de leurs coquilles n’arrive au fond : le carbonate de chaux est entièrement dissous par l’acide carbonique contenu dans l’eau, pendant le temps assez long qu’il faut aux coquilles pour atteindre le fond. Il devient donc très intéressant de rechercher quel est le travail qui s’opère, et quels sont les dépôts qui se forment dans ces régions abyssales, dont l’étendue actuelle ne peut guère être au-dessous de dix millions de milles carrés - environ vingt-six millions de kilomètres carrés.

Le tube de la sonde rapporte toujours de ces abîmes une argile rougeâtre d’une extrême ténuité, généralement amorphe, mais dans laquelle l’examen microscopique nous révèle l’existence d’une grande quantité de molécules organiques ou inorganiques parfaitement reconnaissables. Les particules inorganiques sont surtout siliceuses : ce sont surtout des coquilles et des débris de radiolés qui vivent en grand nombre à la surface de la mer, et semblent se trouver en nombre plus ou moins grand à toutes les profondeurs. Les particules inorganiques sont de tout petits débris de pierre ponce désagrégée et de petits fragments cristallins de minéraux volcaniques ; le résidu amorphe provient sans doute principalement de la décomposition de produits volcaniques, et en partie du résidu inorganique ultime fourni par des organismes décomposés. Tout démontre que ce dépôt abyssal se fait avec une lenteur extrême. Sur toute son étendue, et plus particulièrement dans les eaux profondes de l’océan Pacifique, la drague ramène un nombre considérable de nodules de forme très irrégulière et qui se composent principalement de peroxydes de fer et de manganèse, déposés en couches concentriques dans une gangue d’argile au centre de laquelle se trouve une dent de requin, un fragment d’os, un otolithe, un morceau d’éponge siliceuse, ou plus souvent encore un débris de pierre ponce. Ces nodules se forment évidemment dans l’argile, et la formation des plus gros, ainsi que la séparation de leur substance, a dû exiger un temps fort considérable. Un grand nombre des dents de requin qui forment le noyau intérieur des nodules, et que l’on trouve fréquemment sans enveloppe étrangère, appartiennent à des espèces que nous avons tout lieu de croire éteintes. Certaines dents d’une espèce de carcharodon présentent des dimensions énormes : elles ont jusqu’à un décimètre de largeur à la base, et peuvent à peine être distinguées des dents énormes que contiennent les couches tertiaires de l’île de Malte. Évidemment ces dents à demi fossiles, que la drague ramène en si grand nombre, ne sont recouvertes que d’une couche d’argile bien mince.

Un autre élément de l’argile rouge présente un grand intérêt, et a donné lieu à bien des conjectures différentes, Si l’on met dans l’eau une certaine quantité de cette argile fine de manière à en bien diviser les molécules, et qu’on y fasse passer un aimant, on verra s’attacher à la surface de celui-ci des sphérules magnétiques d’une extrême petitesse, dont les unes semblent être du fer métallique à l’état passif, et les autres du nickel métallique. L’aspect que présentent ces petits corps, et le fait connu de la présence d’une poussière magnétique semblable dans le sédiment que donne la neige fondue, ont fait penser à mon collègue M. Murray qu’ils pourraient bien être d’origine cosmique, et que ce sont sans doute des météorites microscopiques. Assurément ils ressemblent beaucoup aux petits granules dont est souvent hérissée la surface de l’enveloppe caractéristique des météorites, et leur composition, ainsi que les circonstances dans lesquelles on les trouve, semble tout à fait en faveur de cette manière de voir. Néanmoins je ne saurais la regarder comme entièrement démontrée : la présence de pierre ponce imbibée d’eau et en partie décomposée au fond de l’océan, jointe à celle de très petits débris de minéraux volcaniques dans l’argile, semble prouver que l’argile rouge est formée en grande partie par la décomposition des substances les plus légères que lancent au dehors les volcans sous-marins, entraînées çà et là par les courants, et tombant au fond lorsqu’elles sont saturées d’eau. On sait d’ailleurs que le fer et le nickel, à l’état métallique, se trouvent fréquemment en très petites quantités dans les roches ignées. Il est donc permis d’admettre que les sphérules métalliques en question peuvent provenir de cette source.

Autant que l’examen comparatif le plus attentif permet d’en juger, le dépôt actuellement en voie de formation dans les profondeurs extrêmes de l’océan ne correspond ni par sa structure ni par sa composition chimique à aucune couche géologique connue ; en outre l’examen de la structure des couches les plus anciennes et des débris organiques qu’elles renferment, nous porte à croire qu’aucune de ces couches n’a été déposée à de si grandes profondeurs ; en un mot, qu’aucune d’entre elles n’a un caractère abyssal. Toutes les études récentes tendent à prouver que pendant les changements géologiques antérieurs jamais une couche abyssale n’a été amenée au jour, et il semble très probable que la formation même de ces couches ne date que d’une époque géologique relativement peu reculée.

C’est maintenant une opinion assez généralement admise par les géologues, - opinion sur laquelle M. le professeur Dana a le premier appelé l’attention, - que les éruptions « massives », auxquelles sont dues les chaînes de montagnes qui constituent le squelette des continents actuels, et les dépressions occupées de nos jours par les mers, datent du refroidissement et de la contraction séculaires de la croûte terrestre, c’est-à-dire d’une époque bien plus reculée que le dépôt des plus anciennes roches fossilifères, et que pendant la période marquée par les couches sédimentaires successives, avec des oscillations peu importantes, qui ont alternativement élevé et abaissé certaines régions d’une étendue limitée, les résultats généraux obtenus ont été l’accroissement graduel des chaînes de montagnes primitives, l’extension des continents par la dénudation progressive des montagnes, et enfin, le creusement des dépressions primitives. Si celle manière de voir est exacte, - et il me semble certainement que les preuves ne manquent pas en sa faveur, - il n’est pas impossible que jusqu’à une époque relativement voisine de la nôtre, aucune partie de l’océan n’ait été assez profonde pour amener la formation d’un dépôt abyssal bien caractérisé.

Le temps me manque même pour rappeler les résultats intéressants donnés par la détermination de la densité de l’eau de mer sur différents points du globe et à des profondeurs différentes, et par l’analyse de l’eau de mer et des gaz qu’elle contient ; peut-être, d’ailleurs, ces résultats n’ont-ils pas encore été assez étudiés pour que nous puissions en tirer légitimement des conclusions générales. Mais je ne puis m’empêcher de dire ici quelques mots des progrès les plus récents faits dans les régions polaires arctiques et antarctiques.

La question la plus vivement discutée au sujet des régions arctiques, surtout depuis le voyage du docteur Hayes, est celle de l’existence, soit constante, soit intermittente, d’une mer polaire libre. cette question me semble désormais virtuellement résolue, et cela de la manière la moins satisfaisante pour nos espérances. Il est certain qu’en 1871 M. le comte Wilczek, sur la goélette Isbjorn, a trouvé la mer qui sépare la Nouvelle-Zemble du Spitzberg presque dégagée de glaces, et que l’année suivante, cette même mer a présenté, à Weyprecht et à Payer, une plaine de glace mobile et impénétrable. Il est également certain qu’en 1861 le docteur Hayes avait vu une mer libre à l’endroit même où, en 1875 et 1876, M. le capitaine Nares a pu étudier la constitution de la glace paléocrystique. Évidemment donc, le bassin polaire, ou tout au moins les parties de ce bassin qui ont été explorées jusqu’ici, ne présentent ni une mer libre, ni une plaine de glace continue, mais plutôt un compromis entre les deux, un énorme amas de glaces, formé par l’entassement et, pour ainsi dire, l’écrasement des banquises de plusieurs années successives, souvent en mouvement, changeant d’aspect et de position selon la direction des vents dominants, et laissant libres, tantôt sur un point, tantôt sur un autre, de longs passages qui font croire à l’existence d’une mer libre, mais qui peuvent à tout moment être fermés par une tempête et transformés en une masse désordonnée et un vrai chaos de banquises. Toutefois, dans certaines saisons il semble y avoir une étendue d’eau libre, plus grande que partout ailleurs, du côté de la terre de Grinnel et du détroit de Smith ; certaines années aussi sont relativement plus favorables au passage du nord, dans la direction de la terre de Franz-Josef. Il ne reste donc guère que l’un de ces deux plans à suivre, sans grand espoir de succès, pour ceux qui voudront désormais tenter d’arriver au pôle nord : ou établir plusieurs stations polaires permanentes, comme M. le lieutenant Weyprecht a proposé de le faire, et comme l’ont déjà préparé sur un point MM. les capitaines Tyson et Howgate, de manière à pouvoir saisir l’occasion de se diriger rapidement vers le nord au commencement de l’automne, en partant de la station où la mer semblera le plus dégagée de glaces ; ou de pousser aussi loin au nord qu’il sera possible aux navires d’avancer, sans regarder à la dépense, et avec un grand nombre d’hommes et une quantité considérable de vivres et d’huile de paraffine, puis de poursuivre sur la glace pendant l’hiver arctique, par une chaîne de stations maintenues en communication entre elles, et en construisant des huttes de glace pour servir d’abri. Sans doute, un hiver rigoureux et une plaine de glace telle que M. Markham l’a trouvée en 1876, permettraient d’aller assez loin de cette manière, si les résultats à obtenir étaient assez importants pour justifier de si grands sacrifices.

Si nous tournons nos regards vers le pôle sud, nous constaterons que les vingt-cinq années qui viennent de s’écouler n’ont ajouté que fort peu de chose à l’exploration réelle de la vaste région qui s’étend au sud du soixante-dixième degré de latitude sud. Les connaissances nouvelles que nous avons acquises sur cette région ont plutôt un caractère théorique que pratique, et sont surtout dues aux études récentes faites sur le système général de la circulation océanique et sur les propriétés physiques de la glace.

Toutes les recherches faites jusqu’à présent concourent à nous faire penser que la zone, d’environ 12 millions de kilomètres carrés, encore inexplorée autour du pôle sud, n’est pas un continent antarctique continu, mais se compose bien plus probablement d’une partie continentale relativement peu élevée, et ensuite d’un amas d’îles continentales reliées ensemble et couvertes par une calotte de glace d’environ 400 mètres d’épaisseur. Çà et là se trouvent des chaînes continentales assez élevées, telles que les groupes situés entre le cinquante-cinquième et le centième degré de longitude ouest, comprenant l’île Pierre le Grand et la terre Alexandre, découvertes par Billingshausen en 1821, la terre Graham et l’île Adélaïde, découvertes par Biscol en 1832, la terre Louis-Philippe, découverte par d’Urville en 1838, et au moins une grande chaîne volcanique moderne, découverte par Ross en 1841 et 1842, et qui va des îles Balleny jusqu’au soixante-dix-huitième degré de latitude sud, avec une hauteur maxima de 4500 mètres, Toutes les reconnaissances faites jusqu’ici nous portent à croire que l’ensemble des terres antarctiques est bordé, du côté de la mer, par une barrière de glace à pic formant une sorte de falaise, dont la hauteur moyenne est d’environ 70 mètres au-dessus du niveau de la mer. En dehors de cette falaise, une ligne de banquises d’environ 7 mètres d’épaisseur, dans le voisinage de la barrière, et bien plus considérable sur d’autres points, s’avance en hiver vers le nord, jusqu’à une distance qui varie d’après sa position par rapport aux ramifications du courant équatorial dirigées vers le sud ; en été, cette ligne de glace est remplacée par des amas considérables de glaces mobiles et de banquises dispersées. Presque tous les explorateurs s’accordent à dire que, si l’on s’engage dans les mers antarctiques pendant l’été de l’hémisphère sud, seule saison où cette navigation soit possible, après avoir franchi, non sans danger, la ceinture extérieure de glaçons et de banquises qui marchent tous vers le nord-ouest, poussés par les vents du sud-est qui prédominent alors dans ces régions, on trouve au delà une bande d’eau relativement libre.

Plusieurs considérations me semblent militer en faveur de l’opinion de ceux qui admettent que la zone qui entoure le pôle sud est occupée par des îles, et non par un continent unique. D’abord, si nous examinons une carte générale des glaces, nous reconnaîtrons que la mer est relativement libre de glaces, et que les trois espaces les plus dégagés se trouvent, pour les régions antarctiques, sur trois points, situés chacun un peu au sud-est, d’une grande masse continentale. En face de chacun de ces espaces libres, une ramification du courant équatorial se trouve déviée vers le sud par la terre, et va, pour ainsi dire, s’engloutir dans le grand courant qui fait le tour du globe dans l’océan austral, sous l’impulsion des vents anti-alizés de l’ouest. Mais quoique la plus grande partie du courant du Brésil, le courant de l’Australie orientale et la partie méridionale du courant du cap des Aiguilles s’engloutissent ainsi, ils ne sont pas entièrement perdus, car à ces points de jonction avec le courant produit par les vents d’ouest, les lignes isobathythermiques s’infléchissent légèrement vers le sud, et c’est en face de ces points que nous trouvons une mer relativement libre et des golfes assez profonds, creusés dans la barrière de glaçons du sud. Et ce n’est pas là seulement une conjecture sur l’effet dû au courant d’une eau plus chaude qui se dirige vers le sud ; nous avons pu, pendant l’expédition du Challenger, en constater la présence à l’aide du thermomètre. Une série de sondages thermométriques, faite le 14 février 1874, nous a permis de constater que la température de la surface étant de -1,6°C, il y a, entre trois et quatre cents brasses de profondeur, une couche d’eau à plus d’un demi-degré au-dessus de zéro. Tout indique que cette eau, relativement chaude, vient du nord. Nous avons pu constater que cette couche fait suite à une autre, située à la même profondeur, et dont la température s’élève de plus en plus en allant vers le nord, et il est évident que la chaleur de la première couche ne peut provenir d’aucune autre source, et qu’elle est sans cesse entretenue par un nouvel afflux d’eau chaude, car elle se trouve au-dessous d’une couche plus froide et qui tend à s’y mêler par convection.

Sans doute, il se peut que, par une coïncidence remarquable, ces courants chauds se dirigent vers des golfes existant déjà dans une masse continentale ; mais cette coïncidence serait singulière, et il est certainement assez naturel de supposer que le continent présente des masses de glace assez considérables pour que ses contours soient modifiés par les courants chauds.

Dans les latitudes élevées du sud, toutes les banquises semblent être primitivement plates, avec une surface supérieure parfaitement unie et parallèle à celle de la mer, et une face verticale d’environ 70 mètres de hauteur. Le sommet de chaque banquise est couvert d’une couche de neige d’une entière blancheur ; de temps en temps quelques pétrels s’y arrêtent el en salissent quelques mètres carrés, mais dès qu’ils sont partis, une tombée de neige ne tarde pas à rendre au plateau glacé sa blancheur virginale. La partie supérieure de la face verticale est d’une couleur bleu clair qui devient de plus en plus foncée en descendant vers la base. Si l’on y regarde de près, l’on voit que cette face verticale est sillonnée de lignes d’un bleu pâle, parallèles entre elles, et qui, assez espacées à la partie supérieure, vont ensuite en se rapprochant peu à peu. La distance d’une ligne à l’autre dans le voisinage du sommet peut être de 30 centimètres, ou même davantage, tandis que près de la surface de l’eau elle n’est jamais de plus de 5 à 7 centimètres ; en même temps, l’espace qui sépare les lignes bleues a perdu sa blancheur mate pour devenir hyalin ou bleuâtre. Les lignes bleues ont une largeur et une teinte fort inégales ; quelquefois un groupe de lignes très foncées donne à une partie d’une banquise un caractère très prononcé. Entre les lignes plus fortes qui se trouvent près du sommet de la banquise, on remarque généralement un système de lignes plus rapprochées entre elles, et qui marque la section de la banquise par des plans de laminations plus voisins que les premiers ; mais dans les espaces plus étroits situés près de .la surface de l’eau ces plans se confondent entre eux et ne peuvent plus être distingués. Les lignes bleues indiquent les sections de couches de glace transparentes ; les bandes blanches interposées sont les sections de couches dont les molécules sont moins en contact ; c’est sans doute de la glace qui contient de l’air.

La stratification primitive de toutes ces banquises est, je crois, horizontale et concordante, ou peu s’en faut. Mais la fonte de la glace et l’action des vagues changent souvent la direction des couches, et peuvent les rendre verticales ou même renverser entièrement les banquises ; d’autres fois elles sont traversées par des failles, tordues, ou déplacées ; mais je crois que toutes les dispositions qui s’écartent de la direction horizontale proviennent de changements qui se sont produits dans les banquises mêmes.

La forme des banquises et le caractère d’uniformité qu’elles présentent semblent prouver d’une manière certaine que ces énormes masses à surface supérieure horizontale sont de grands prismes détachés du bord de la grande plaine de glace antarctique. Il me semble donc que la portion supérieure de la banquise, c’est-à-dire la partie la plus considérable de sa masse, terminée au sommet par la portion qui s’élève au-dessus de l’eau, a été formée par l’accumulation de couches successives de neige pendant la période, composée peut-être de plusieurs siècles, durant laquelle la calotte de glace antarctique s’est lentement étendue sur les terres basses de ces régions, et de là sur la plage en pente douce recouverte par la mer, jusqu’il ce qu’elle eût atteint une profondeur de bien plus de deux cents brasses. A cette profondeur la différence de densité entre la glace et l’eau a dû déterminer une poussée de bas en haut qui a fini par triompher de la cohésion de la masse solide, et par en détacher des fragments qui se sont mis à flotter librement. Au moment où elles se séparent du banc auquel elles appartiennent, les banquises flottent dans une profondeur qui varie de deux cents à deux cent cinquante brasses ; par conséquent, lorsqu’elles ont dérivé jusque vers le 65° ou 64° de latitude sud, la face inférieure de la banquise, c’est-à-dire celle qui était en contact avec le sol, se trouve dans la couche d’eau dont la température s’élève d’une manière appréciable ; elle fond donc rapidement, et les cailloux et les débris de toute sorte dont elle est plus ou moins chargée tombent au fond. Ce qui démontre la réalité de cette précipitation de débris sur toute l’étendue où s’opère la dislocation des banquises, ce qui prouve qu’elle est constante et très considérable, c’est que les substances ramenées à la surface par la sonde et la drague se composent presque uniquement de ces dépôts glaciaires ; or, les diatomées, les foraminifères et les radio lés existent en grand nombre il la surface, et si le dépôt fourni par la glace n’était pas abondant, il ne tarderait pas à être recouvert et masqué par les squelettes de ces organismes.

On se demandera peut-être d’où provient la hauteur uniforme des banquises antarctiques, ou, en d’autres termes, pourquoi l’épaisseur du bord libre de la calotte de glace n’est jamais que de quatre cents mètres. J’ai dit plus haut que l’épaisseur des couches de glace dont se compose une banquise va en diminuant à partir du sommet. La régularité de cette décroissance prouve d’une manière presque indubitable que toutes les couches observées se trouvent dans les mêmes conditions, et que par conséquent la diminution d’épaisseur est due à une pression subséquente ou à toute autre action exercée sur une série de couches qui, au moment où elles se sont déposées, avaient presque la même épaisseur. À environ 20 ou 25 mètres au-dessous du sommet d’une banquise, les couches de glace qui ont une trentaine de centimètres d’épaisseur, bien que leur blancheur indique qu’elles contiennent une quantité d’air considérable, sont très dures, et leur densité n’est guère inférieure à celles des couches de 7 centimètres seulement qui se trouvent plus près de la surface de la mer. Évidemment les couches supérieures ont été formées par la neige qui est tombée après que la banquise s’est détachée du banc de glace primitif.

Or, il me semble que la diminution d’épaisseur ne peut être due à la compression seule, mais qu’une portion de la substance des couches inférieures a dû être enlevée. Il n’est pas facile de voir pourquoi la température de la croûte terrestre, sous une nappe de glace très épaisse d’une grande étendue et pour ainsi dire permanente, s’abaisserait au-dessous de zéro ; et il est bien constaté que dans toutes les saisons de l’année, de véritables fleuves d’eau boueuse sortent de dessous les grands glaciers qui terminent la nappe de glace du Groenland, et vont se jeter dans l’océan Glacial. La glace est très mauvaise conductrice de la chaleur, de sorte que le froid de l’hiver ne peut y pénétrer à une grande profondeur. La température normale de la surface de la croûte terrestre, sur tous les points où elle ne subit pas l’influence de changements cycliques, est certainement au-dessus de zéro, de sorte que la température de la base de la nappe de glace ne doit certainement pas tendre à s’abaisser au-dessous de celle du cours d’eau qui y passe. La pression exercée sur les couches inférieures de la glace doit être énorme lorsque la couche de glace a 400 mètres d’épaisseur : à peu près 40 kilogrammes par centimètre carré. Il semble donc probable que la pression à laquelle la masse de glace est soumise détermine une action constante de dégel et de regel pendant laquelle une certaine quantité d’eau coule d’une couche à l’autre, jusqu’à ce qu’elle arrive à la base de la glace et finisse par se creuser un passage entre celle-ci et le sol.

Je crois que cette action, ou quelque autre analogue, est ce qui empêche l’accumulation indéfinie de la glace sur le continent antarctique, de sorte que la couche de glace conserve une certaine uniformité ; ou, en d’autres termes, je pense que la glace à la température à laquelle elle se trouve en contact avec la surface de la croûte terrestre dans les régions antarctiques, ne peut supporter sans se fondre le poids d’une colonne de glace de plus de 400 mètres de haut. M. le professeur Tait me fait observer que l’épaisseur de la couche de glace dépend très probablement de sa superficie, de même que la quantité qui est fondue par la compression et par l’action de la chaleur intérieure du globe, doit dépendre de la facilité avec laquelle l’eau peut s’échapper. Quoi qu’il en soit, c’est un problème extrêmement complexe, et nous n’avons peut-être pas les données nécessaires pour le résoudre.

Je regrette à peine de ne pouvoir aujourd’hui entrer dans aucun détail sur les rapports de la faune abyssale, quoique cette partie de mon sujet soit la plus intéressante pour moi. Les dernières recherches ont démontré qu’il n’existe pas de limite de profondeur pour la distribution des animaux pourvus d’ouïes. Des poissons qui, d’après leur structure et d’après ce que nous savons des habitudes de leurs congénères, doivent certainement habiter le fond de l’Océan, ont été ramenés de toutes les profondeurs, et à toutes les profondeurs toutes les classes des invertébrés marins se trouvent représentées d’une manière plus ou moins complète. La faune abyssale a un caractère un peu spécial, et diffère de celle des eaux moins profondes par les proportions relatives dans lesquelles sont représentés les différents types invertébrés. Sur une étendue énorme, elle est très uniforme, et sous ce rapport elle confirme pleinement les prévisions communiquées à cette association en 1844 par le grand naturaliste scandinave Lovén, C’est une faune très riche, qui comprend beaucoup de genres spéciaux et un nombre énorme d’espèces spéciales, dont nous ne connaissons évidemment encore qu’une partie ; mais je ne crois pas aller trop loin en disant que les résultats obtenus par la seule expédition du Challenger feront plus que doubler le nombre des espèces connues de certaines classes. La faune abyssale se rapproche beaucoup plus de celle de la période tertiaire plus ancienne et de la période mésozoïque plus récente que ne le font celles des eaux peu profondes ; je dois cependant avouer que ces rapports ne sont pas aussi intimes que je l’aurais cru, et que jusqu’ici nous n’avons trouvé vivants que très peu de représentants de groupes que l’on croyait éteints. Mais tant que les résultats zoologiques donnés par plusieurs des voyages récents, et surtout par celui du Challenger, n’auront pas été complètement établis, je dois m’abstenir de toute généralisation.

Telle est l’esquisse que j’ai cru devoir vous soumettre de certaines conclusions générales très soutenables, fondées sur les résultats des recherches les plus récentes. Il y a quelques années, certaines entreprises commerciales pour l’immersion de câbles télégraphiques ont prouvé que les profondeurs extrêmes de l’Océan, ne sont pas inaccessibles, Ce résultat, jusqu’à un certain point inattendu, amena bientôt ceux qui s’intéressent à l’extension des limites de la science à employer les machines dont ils disposaient alors pour déterminer l’état de celle région jusqu’alors inconnue. Ce premier pas fut naturellement suivi du perfectionnement de tous les appareils et de toutes les méthodes qui pouvaient servir à ces recherches spéciales j aussi, depuis dix ans, les progrès faits dans la connaissance de la géographie physique de la mer ont-ils été si rapides qu’en ce moment, nous sommes accablés de matériaux qui s’entassent bien plus vile que nous ne pouvons les classer et les digérer. Cette difficulté est encore augmentée par l’extrême complexité des questions physiques et géologiques qui ont été soulevées. Mais le mal n’est que momentané, le travail s’organise et dans peu d’années, j’en ai la certitude, nous connaîtrons aussi bien les mers les plus profondes que nous connaissons les régions depuis longtemps accessibles.


[1Voir même année, page 400, numéro du 26 octobre.