Le centre de masse de la Terre oscille chaque année de plusieurs millimètres par rapport à son centre géométrique sous l’effet des déplacements saisonniers de l’eau, de la glace et de l’air. Une étude publiée dans le Geophysical Journal International affine cette mesure et réduit de moitié les estimations précédentes.
Le centre de notre planète n’est pas un point figé dans la roche. Selon les travaux d’une équipe de la NASA et de chercheurs internationaux, la masse combinée des océans, de l’atmosphère et de la neige redistribue constamment le poids global du globe. Les scientifiques ont développé une nouvelle technique d’observation pour suivre ces déplacements avec une précision extrême, corrigeant des modèles jugés trop amples jusqu’à présent.
Donald Argus et la réévaluation du mouvement géocentrique de la Terre
Les estimations précédentes dataient d’années récentes, les relevés de 2017 et 2023 affichant un écart de 7 millimètres, soit l’épaisseur de trois pièces de monnaie superposées. Pour y voir plus clair, le géoscientifique Donald Argus, du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, a mené une équipe de recherche pour mettre au point une méthode inédite de suivi par satellite. Leurs résultats ont été publiés dans le Geophysical Journal International.
Donald Argus, du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, a indiqué que l’on estimait désormais que l’amplitude du mouvement de va-et-vient du centre de masse de la Terre chaque année représentait environ la moitié de ce que l’on croyait il y a huit ans, et que leurs conclusions suggéraient que la masse d’eau et d’air terrestre se déplaçant entre les hémisphères était plus faible que ne le pensait auparavant.
L’équipe a combiné les données de télémétrie laser sur satellites, le suivi par GPS et les orbites de plusieurs engins en orbite basse terrestre. Cette diversité de cibles a permis de s’affranchir des limites des stations terrestres traditionnelles, traditionnellement concentrées en Amérique du Nord et en Europe. Les chercheurs ont également pris en compte la déformation élastique de la croûte terrestre sous le poids des charges saisonnières.
L’impact du cycle de l’eau et de l’atmosphère sur la masse terrestre
L’oscillation annuelle du centre de masse terrestre répond à des mécanismes climatiques et hydrologiques précis.
- En mars, l’accumulation de neige en Amérique du North et en Eurasie déplace le centre de masse de près de 3 millimètres vers le pôle Nord.
- En avril, le bassin de l’Amazone atteint un pic de 2 400 gigatonnes d’eau de pluie, attirant le centre de masse de 2,2 millimètres vers l’Amérique du Sud.
- Sept mois plus tard, en novembre, la mousson en Asie du Sud-Est déplace une masse de 600 gigatonnes, influençant à son tour l’oscillation annuelle.
- Entre août et octobre, le gonflement des océans par les eaux de pluie et la fonte des glaces pousse le centre vers l’océan Pacifique Sud.
À ces mouvements s’ajoute l’influence de l’air froid et dense. L’atmosphère pèse sur l’Arabie, l’Asie et l’Afrique du Nord autour du 21 décembre, puis sur l’Amérique du Sud et l’Afrique du Sud autour du 21 juin, modifiant imperceptiblement la balance globale de la planète.
Felix Landerer et les enjeux pour la navigation et la logistique mondiale
Même si ces déplacements se mesurent en millimètres, leur compréhension s’avère indispensable pour les infrastructures technologiques modernes. Les satellites orbitent naturellement autour du centre de masse de la Terre, guidés par la gravité comme par des liens invisibles. La moindre variation dans la distance séparant ces satellites des stations au sol se répercute sur les systèmes de positionnement.
Felix Landerer, du Jet Propulsion Laboratory, a souligné que bien que ces mouvements puissent sembler infimes, notre monde moderne reposait sur des mesures de positionnement extrêmement précises, et qu’en élucidant et en comprenant les mécanismes qui modifient les systèmes de référence, il était possible d’en construire de meilleurs qui profiteraient en fin de compte à la cartographie et à la navigation, allant de la logistique du transport maritime mondial à l’agriculture de précision.
En affinant les modèles géodésiques, les scientifiques espèrent éliminer les sources d’erreur dans les relevés altimétriques et la navigation par satellite.