De l’Inclinaison de l’aiguille aimantée dans le nord de l’Asie, et des observations correspondantes des variations horaires faites en différentes parties de la terre.

Par M. Alexandre de Humboldt.

(Lu à l’Académie des Sciences, le 7 juin 1830.)

J’ai l’honneur d’offrir à l’Académie des Sciences quelques résultats des recherches de magnétisme terrestre auxquelles je me suis livré avec assiduité depuis mon absence de Paris, surtout pendant le cours d’un long voyage que j’ai fait l’année dernière dans le nord de l’Asie.

C’est un tribut de reconnaissance, un faible hommage dû à des savans dont les lumières m’ont guidé dans des entreprises lointaines.

Un premier tableau annexé à ce Mémoire renferme les inclinaisons de l’aiguille aimantée, observées pendant mon voyage aux montagnes de l’Oural et de l’Altaï, aux montagnes de la Dzongarie chinoise et à la mer Caspienne.

Pour pouvoir juger du degré de précision qui a été obtenu en employant deux aiguilles, dont les pôles ont chaque fois été retournés, j’ai ajouté les résultats partiels.

L’erreur moyenne de toutes les observations a été de 1′,7; souvent elle a été au-dessous d’une minute, ce qui, comparé aux résultats obtenus il y a quinze ans, prouve l’excellence de construction dans les instrumens que la physique et l’astronomie doivent à M. Gambey.

J’ai constamment observé en plein air dans des endroits dont je pouvais déterminer la position astronomique et la hauteur au-dessus du niveau de la mer au moyen de deux baromètres de Fortin et de Bunten.

En Sibérie, comme dans mon voyage aux Cordilières de l’Amérique, j’ai mis beaucoup de soin dans le choix des lieux d’observation.

Ce soin est surtout nécessaire pour la détermination de l’intensité des forces magnétiques.

Je n’ai point encore eu le temps, depuis mon retour, de faire les réductions que nécessitent les observations de l’intensité.

Il est presque superflu d’indiquer que j’ai fait osciller plusieurs cylindres à la fois, et que, par mes propres observations, les différens systèmes de forces sous l’équateur magnétique au Pérou, à Paris, Naples, Berlin, Moscou, Tobolsk et aux rives de l’Obi, sont comparables entre eux.

J’ai tiré un grand parti dans ce voyage d’une tente dont tous les anneaux métalliques étaient en cuivre rouge: je n’en ai cependant fait usage que lorsque les pluies et l’horrible violence des vents du sudest, qui viennent de la steppe des Kirguises ou du plateau de la Tartarie chinoise, m’y ont forcé.

Comme il appartient aux voyageurs de présenter les élémens numériques qui doivent servir de base aux théories de la distribution du magnétisme terrestre, j’ai toujours préféré la précision à la multiplicité des résultats.

Je le devais d’autant plus que le but principal de l’expédition faite par ordre de l’empereur de Russie, était dirigé vers des recherches géognostiques et l’inspection des travaux des mines.

La rapidité et la longueur de ce voyage de terre (il était de 4200 lieues de France de 25 au degré, parcourues en moins de dix mois de temps) ont été de quelque importance pour la théorie du magnétisme.

J’ai visité de Saint-Pétersbourg à Tobolsk, et au désert de Baraba, plusieurs points que deux observateurs munis des mêmes instrumens, MM.

Hansteen et Erman fils, avaient visités avant moi, circonstance favorable aux recherches sur les variations périodiques de l’inclinaison et de l’intensité magnétique.

Tandis que MM.

Hansteen et Erman ont suivi la route directe de Tobolsk à Irkutsk par Tomsk, nous nous sommes portés (MM.

Ehrenberg, Gustave Rose et moi) depuis Tara au sud-est par Barnaul sur Buchtorma, et de là le long de la ligne des Cosaques de l’Irtysch sur Miask, le sud de l’Oural, Orenbourg, Astrakhan, la steppe des Calmoucks, le Don, Woronesch et Moscou.

C’est ainsi que le même genre d’observations d’inclinaison et d’intensité a été exécuté simultanément dans le sud-ouest et le nordest de la Sibérie, ce qui favorisera la connaissance précise de l’état magnétique du globe dans la majeure partie de l’Asie boréale.

J’apprends que M. Hansteen, dont le noble dévouement pour les sciences a eu des résultats si heureux, est de retour du lac Baikal; il a aussi été à Barnaul et dans une partie des contrées que j’avais visitées avant lui, jusqu’à 83° de long. à l’ouest du méridien de Paris.

Ce concours de circonstances et le retour vers les mêmes points de l’est feront connaître le degré de confiance que méritent nos observations.

La grande multiplicité des pôles magnétiques, imaginés pour expliquer les différentes manifestations de la charge magnétique de notre planète, font sentir de plus en plus le besoin de bien préciser les élémens numériques.

Le système de Newton, simple et imposant par sa simplicité même, a fait oublier le système compliqué des épicycles de Ptolémée.

C’est aux géomètres de nous débarrasser, par quelques grandes vues, de cette complication des pôles magnétiques. M.

Kupfer me mande tout récemment «qu’en comparant les résultats de M.

Hansteen à ceux que je lui ai communiqués en partant, et qui (sans indication de la position astronomique des lieux) ont été insérés dans le Bulletin de la Société impériale des naturalistes de Moscou, 1829, n° 10, l’accord des résultats lui a paru trèssatisfaisant.»

Le calcul de mes observations astronomiques n’étant point encore terminé, je n’ai indiqué, dans le tableau des inclinaisons magnétiques, les positions que d’après le recueil du général Schubert.

Je ne me suis permis que quelques rectifications dans les latitudes et dans la longitude de Barnaul, que l’on place trop à l’ouest, comme je l’ai trouvé pendant mon séjour dans cette ville, au commencement d’août. M. Hansteen a aussi obtenu le même résultat par ses chronomètres.

Les phénomènes magnétiques du globe ne dépendent point, dans leurs grands rapports, pas plus que la distribution climatérique de la chaleur, les changemens mensuels et horaires de la pression de l’atmosphère, la direction des vents et la fréquence des pluies, de simples influences de localité.

Ce sont de grands phénomènes qui embrassent le globe entier, sur lesquels influent la forme des continens, la chaleur intérieure de la terre, etc.

Le mouvement progressif des nœuds (les points d’intersection de l’équateur magnétique et de l’équateur terrestre), dirigé de l’est à l’ouest, a été découvert par M. Morlet, et développé par M. Arago, d’après les observations de Cook et de Duperrey, de Vancouver et de Freycinet.

Il se manifeste dans les deux hémisphères.

Le changement de latitude magnétique, qui est le résultat de ce mouvement de translation, change en même temps l’inclinaison.

Le long espace de temps écoulé depuis mes premières observations magnétiques faites avec un instrument de Le Noir qui avait été exécuté d’après les idées de Borda, et qui par conséquent était entièrement semblable aux instrumens de M. Gambey, m’a permis de déterminer les changemens annuels d’inclinaison (à des époques données) avec une précision de quelques fractions de minute.

Ici, comme dans les recherches astronomiques, la précision augmente avec le nombre des années écoulées.

Cette diminution d’inclinaison, causée par le mouvement des nœuds et modifiée par la forme de la courbe qui représente l’équateur magnétique, a été l’objet d’un Mémoire que j’ai lu à l’Académie de Berlin, le 2 avril 1829, immédiatement avant mon départ pour la Sibérie. La comparaison de 1798 et 1810 donne, pour Paris, 5′ de diminution annuelle; celle de 1810 et 1825 donne 3′,3.

Ce ralentissement dans la diminution de l’inclinaison à Paris, n’avait pas échappé à la sagacité de M. Arago, qui en a déjà parlé dans l’Annuaire du bureau des longitudes pour l’an 1825.

Le voyage qu’a fait ce savant en Italie, il y a cinq ans, m’a fourni d’autres comparaisons.

Je trouve de 1805 à 1826, pour Florence, une diminution annuelle de 3′,3; pour Turin, 3′,5; pour Berlin, 3′,7; pour la Havane, de 1800 à 1822, en me fondant sur les observations du capitaine Sabine, 3′,9.

Il est bien remarquable (et ce phénomène tient sans doute à quelque chose qui se passe localement dans l’intérieur du globe) qu’à Gottingue, placé entre deux endroits qui se correspondent quant à la diminution annuelle, on ne trouve, d’après les observations que j’y ai faites avec le plus grand soin, une fois (1803) avec M. Gay-Lussac et une autre fois (1826) avec M. Gauss, que 2′,8 au lieu de 3′,3 et 3′,7.

Lyon fournirait pendant vingt ans un ralentissement de diminution plus considérable encore (1′,7); mais les résultats obtenus par M.

Arago et par moi ne sont peutêtre pas tout-à-fait comparables, chacun de nous ayant observé sur des points très-éloignés, dans une vallée où s’élèvent des collines de roches appelées jadis primitives.

Un extrait de ce Mémoire se trouve dans le Journal de Poggendorf, t. xv, p. 319-356.

Le même extrait renferme le tableau de mes observations d’intensité et d’inclinaison magnétique, faites de 1798 à 1803, depuis 48° 50′ lat. bor. jusqu’à 12° lat. aust., et depuis 3° 2′ long. or. jusqu’à 106° 22′ long. oc., en France, en Espagne, aux îles Canaries, dans l’océan Atlantique, en Amérique et dans la mer du Sud.

Ce tableau n’avait point encore été publié.

Pour agrandir le champ des recherches magnétiques auxquelles je me suis livré avec une prédilection particulière dès ma première jeunesse; pour embrasser sous un même point de vue les différens phénomènes, qui tous remontent à une même source, j’ai fait construire, dès mon retour dans ma patrie, dans un jardin très-spacieux et situé à l’extrémité de la ville de Berlin, une petite maison entièrement dépourvue de fer, semblable à celle de l’observatoire royal de Paris.

Une série régulière d’observations de variations horaires de la déclinaison magnétique, y a été commencée le 5 février 1829 et suivie (deux à trois fois par jour) jusqu’au 20 mars.

Elle a été reprise avec la même régularité en automne par M. Dove, avantageusement connu par ses recherches sur la direction des vents et leur influence sur les hauteurs barométriques.

Ce n’était cependant pas pour ce genre d’observations journalières, faites aux seules époques des maxima et minima de déclinaison, que j’avais fondé cet établissement: le but principal que je voulais atteindre était l’observation continue, d’heure en heure, plusieurs jours et plusieurs nuits de suite, correspondante à des observations également continues faites avec le même instrument en différens lieux de la terre.

Je m’étais exercé à ce travail assez pénible dans les années 1806 et 1807, où, conjointement avec M. Oltmanns, j’observai, vers l’époque des équinoxes et des solstices, d’heure en heure, le plus souvent de demi en demiheure, 4, 7 et même 9 jours et autant de nuits.

Je reconnus alors des maxima et minima nocturnes, et ces affolemens singuliers, ces orages magnétiques qui reviennent dans les hautes latitudes quelquefois plusieurs nuits de suite aux mêmes heures, et qui, par l’extrême étendue des élongations, rendent l’observation (la détermination du milieu des oscillations) presque impossible.

Ce travail, exécuté avant mon établissement en France, en 1807, nous a fourni 1500 résultats tirés de plus de 6000 observations partielles.

Les tableaux de ces résultats ont été déposés dans les archives de l’Observatoire de Berlin.

La lunette aimantée de Prony, dont nous nous servions alors, donnait, par l’éloignement du signal, la certitude de 7 à 8 secondes.

L’état politique de l’Europe ne présentait alors aucune facilité pour obtenir des observations correspondantes à des époques fixées d’avance.

Le travail le plus précis et le plus important qu’on ait jamais entrepris sur les phénomènes du magnétisme terrestre, et particulièrement sur les mouvemens horaires de l’aiguille et la perturbation qu’éprouve ce mouvement par des aurores boréales et des tremblemens de terre dans les contrées les plus éloignées, est le travail suivi par M. Arago, à l’Observatoire royal de Paris, pendant un si grand nombre d’années.

Les physiciens attendent avec impatience la publication de ses résultats; ils offriront un type de mouvemens à une latitude donnée.

C’est M.

Arago aussi qui a pu tirer des conséquences importantes de plusieurs observations de M. Kupfer, qui étaient correspondantes aux siennes, sans qu’il y eût eu aucune convention antérieure entre ces deux physiciens.

Je n’ai fait qu’accomplir ses vœux, en profitant de mes loisirs et de mes voyages pour établir un cours d’observations simultanées quatre ou sept fois par an , d’heure en heure, de jour et de nuit, pendant trente-huit heures consécutives.

J’ai obtenu qu’une boussole de Gambey fût placée dans l’intérieur d’une mine à Freyberg, où l’extrême égalité de température facilite les observations de M. Reich sur les changemens réguliers et irréguliers que semble éprouver l’intensité des forces.

A ma prière, l’Académie impériale de Saint-Pétersbourg et M. le curateur de l’Université de Kasan ont fait construire des pavillons magnétiques; M. Kupfer, auquel le magnétisme doit d’importans travaux, observe à Saint-Pétersbourg; M.

Simonoff à Kasan.

Le premier me mande que des démarches ont été faites pour établir un instrument de Gambey à Moscou, et qu’il y a de l’espoir d’étendre notre ligne d’observations correspondantes jusqu’à Sitka, où résidera (sur la côte nord-ouest de l’Amérique) le baron de Wrangel, célèbre par son expédition aux mers Polaires; à Péking, dans la maison des missionnaires russes, et à Arkhangel, où M. Reiveni, officier de la marine, s’est rendu pour lever une carte de la mer Blanche.

Nous recevons déjà des observations de Nicolajeff, en Crimée, où l’amiral Greigh, cédant à l’invitation de l’Académie impériale de Saint-Pétersbourg, a ordonné l’établissement d’un pavillon destiné aux observations des variations horaires.

A Berlin, M.

Encke veut bien se charger de ce travail pendant mes fréquentes absences de la capitale:

il est secondé par le zèle de MM.

Poggendorf, Dirichlet, Dove et Magnus. En Amérique, M. Boussingault, qui ne néglige rien de ce qui peut avancer les différentes parties de la physique du globe, observe avec assiduité la boussole de Gambey à Marmato, sur la pente orientale de la Cordilière de Choco, dans la province d’Antioquia, par 5° 27′ de lat. bor. Je l’ai engagé à concourir avec nous aux mêmes époques.

De Kasan à Marmato, où sont placées les deux boussoles de Gambey, il y a plus de 125° de longitude.

Je m’empresse de faire hommage à l’Académie, parmi les pièces annexées à ce Mémoire, des tableaux d’observations magnétiques correspondantes de

M. Kupfer a proposé, et cette proposition a été assez généralement adoptée, d’observer le 20 et 21 mars, le 4 et 5 mai, le 21 et 22 juin, le 6 et 7 août, le 23 et 24 septembre, le 5 et 6 novembre, le 21 et 22 décembre, depuis 4 heures du matin du premier jour jusqu’à minuit du second.

Nous insistons, si la multiplicité des époques fixées paraissait onéreuse, sur les solstices et les équinoxes.

M. de Moussin Pouschkin.

Berlin,

Freyberg (seul observatoire souterrain),

Pétersbourg,

Kasan,

Nicolajeff,

Marmato, dans l’Amérique méridionale,

depuis le 2 novembre 1828 jusqu’au 5 mai 1830, à huit époques convenues.

J’ose me flatter que ce travail, tout en prouvant l’utilité de ce genre d’observations correspondantes à de grandes distances, offrira quelque intérêt en le comparant aux observations faites à l’Observatoire de Paris.

Il serait surtout à désirer d’avoir des établissemens magnétiques stables à la Nouvelle-Hollande, au cap de Bonne-Espérance, à l’Ile-de-Bourbon et au Pérou, sur différens points de l’hémisphère austral. Ce serait avancer la théorie du magnétisme que de travailler à étendre la ligne des observations correspondantes, et de réunir partout, aux observations des variations horaires, la détermination précise de la déclinaison absolue et de l’inclinaison de l’aiguille, de l’intensité des forces, etc.

Ces données ne peuvent acquérir une grande importance que par des établissemens stables, où l’on répète la recherche des élémens numériques à des époques fixes, et à l’aide des mêmes instrumens.

Les voyageurs qui traversent un pays dans une seule direction et à une seule époque, ne peuvent que préparer un travail que réclame le tracé complet des lignes sans déclinaison, à des époques également espacées.

Heureux si les faibles essais des voyageurs, dont je suis appelé à plaider la cause, contribuent à donner de l’impulsion à un genre de recherches qui a tant d’intérêt pour les progrès de l’art nautique, et qui conduira un jour à mieux connaître la constitution de l’intérieur du globe, à différentes latitudes.

Berlin, le 20 mai 1830.

Observations d’inclinaison de l’aiguille aimantée, faites pendant le cours d’un voyage à l’Oural, à l’Altaï et à la mer Caspienne; par Alexandre de Humboldt.

Nos.

Noms des lieux.

Latitude boréale.

Longitude à l’orient du méridien de Paris.

Inclinaison.

Époque de l’observat. 1829.

Remarques.

Moyenne des deux aiguilles (anc. div.)

Aiguilles A. B. 1 Berlin .......... 52° 31′ 13″ 11° 3′ 30″ 68° 30′,7 ...... ...... 9 avril.

Conjointement avec M. Encke.

2 Koenigsberg ..... 54 42 50 18 9 40 69 25,8 69 25,2 69 26,3 17 avril.

Avec M. Bessel. 3 Sandkrug, vis-à-vis Memel ........ 55 42 13 18 47 30 69 39,8 69 40,4 69 39,3 20 avril.

Sur le Nahrung.

4 Pétersbourg ...... 59 56 31 27 59 30 71 6,7 71 3,4 71 10,0 6 déc. A l’Apotheker Insel, avec M. Kupfer.

5 Moscou ......... 55 45 13 35 17 0 68 56,7 68 57,5 68 56,0 6 nov.

Sokolnikowa Pole.

6 Kasan........... 55 47 51 46 47 30 68 26,7 ...... ...... 10 mai.

Avec M. Simonoff.

7 Ekathérinenbourg. 56 50 13 58 14 15 69 9,7 69 7,8 69 9,7 15 juillet.

Les observ. 7-10 sur la pente asiatique de l’Oural.

8 Beresowsk ....... 56 54 58 24 15 69 13,2 ...... ...... 20 juin. 9 Nijné Taghilsk.... 57 55 57 56 15 69 29,8 ...... ...... 30 juin.

La célèbre mine d’alluvions aurifères et platinifères de M. de Demidoff.

10 Nijné Tourinsk ... 58 41 57 55 15 70 58,7 70 57,5 70 59,9 2 juillet.

11 Tobolsk ......... 58 11 43 65 45 70 55,6 70 58 70 53,3 23 juillet.

12 Barnoul ......... 53 19 81 50 68 9,8 68 8,8 68 10,8 4 août. La longitude est peut-être encore un peu plus orientale.

13 Zmeinogorsk ..... 51 8 80 25 66 5,5 66 5,9 66 5,1 8 août. La célèbre mine (Schlangenberg) de l’Altaï. 14 Ustkamenogorsk... 49 56 79 55 64 47,6 64 48,0 64 47,2 20 août.

Près des limites de la Dzongarie chinoise.

15 Omsk ........... 54 57 71 13 68 54,2 68 56,3 68 52,2 27 août.

16 Petropawlowsk .... 54 52 66 48 68 18,4 68 18,2 68 18,6 30 août.

17 Troitzk .......... 54 5 59 13 67 14,2 67 14,6 67 13,7 3 sept. N. 14-17, sur la ligne des Cosaques de l’Irtysch et du Tobol.

18 Miask ........... 54 58 57 44 67 40,2 67 41,5 67 39,0 6 sept.

19 Zlatooust ........ 55 8 57 28 67 43,2 67 42,9 67 43,6 9 sept.

20 Kyschtim ........ 55 37 57 58 68 45,9 68 44,4 68 47,5 12 sept. N. 18-20, dans l’Ural méridional ou des Baschkires.

21 Orenburg ........ 51 46 52 46 15 64 40,7 64 41,5 64 39,9 25 sept. Vis-à-vis la steppe des Kirghises de la petite Horde.

22 Uralsk........... 51 11 49 2 64 19,3 64 18,5 64 20,2 28 sept.

Steppe des Cosaques du Laik.

23 Saratow ......... 51 31 43 44 64 40,9 64 39,1 64 42,7 4 oct.

24 Sarepta .......... 48 30 41 59 62 15,9 62 16,6 62 15,2 9 oct.

25 Astrakhan ........ 46 21 45 45 59 58,3 59 59,7 59 57 20 oct. 26 Ile Birutschicassa, dans la mer Caspienne. 45 44 45 18 59 21,4 59 21,6 59 21,2 15 oct.

27 Woronesch ...... 51 39 36 54 65 12,0 65 9,2 65 14,9 29 oct.