Les horloges atomiques, combinées à des mesures astronomiques précises, ont révélé que la durée d’une journée s’allonge soudainement, et les scientifiques ne savent pas pourquoi. Cela a des impacts critiques non seulement sur notre chronométrage, mais aussi sur des choses comme le GPS et d’autres technologies qui régissent notre vie moderne. Au cours des dernières décennies, la rotation de la Terre autour de son axe – qui détermine la durée d’une journée – s’est accélérée. Cette tendance a raccourci nos journées; en fait, en juin 2022, nous avons établi un record du jour le plus court au cours du dernier demi-siècle environ. Mais malgré ce record, depuis 2020, cette accélération constante est curieusement passée à un ralentissement, les jours s’allongent à nouveau, et la raison est jusqu’à présent un mystère.
Alors que les horloges de nos téléphones indiquent qu’il y a exactement 24 heures dans une journée, le temps réel nécessaire à la Terre pour effectuer une seule rotation varie très légèrement. Ces changements se produisent sur des périodes de millions d’années à presque instantanément, même les tremblements de terre et les tempêtes peuvent jouer un rôle.
Il s’avère qu’un jour est très rarement exactement le nombre magique de 86 400 secondes.
La planète en constante évolution
Pendant des millions d’années, la rotation de la Terre a ralenti en raison des effets de friction associés aux marées entraînées par la Lune. Ce processus ajoute environ 2,3 millisecondes à la durée de chaque jour chaque siècle. Il y a quelques milliards d’années, un jour terrestre ne durait qu’environ 19 heures.
Depuis 20 000 ans, un autre processus agit en sens inverse, accélérant la rotation de la Terre. À la fin de la dernière période glaciaire, la fonte des calottes glaciaires polaires a réduit la pression de surface et le manteau terrestre a commencé à se déplacer progressivement vers les pôles.
Tout comme un danseur de ballet tourne plus vite lorsqu’il rapproche ses bras de son corps – l’axe autour duquel il tourne – la vitesse de rotation de notre planète augmente lorsque cette masse de manteau se rapproche de l’axe de la Terre. Et ce processus raccourcit chaque jour d’environ 0,6 milliseconde par siècle.
Au fil des décennies et plus, la connexion entre l’intérieur et la surface de la Terre entre également en jeu. Les tremblements de terre majeurs peuvent modifier la durée de la journée, bien que normalement de petites quantités. Par exemple, le grand tremblement de terre de Tohoku de 2011 au Japon, d’une magnitude de 8,9, aurait accéléré la rotation de la Terre de 1,8 microseconde relativement infime.
Outre ces changements à grande échelle, sur des périodes plus courtes, le temps et le climat ont également des impacts importants sur la rotation de la Terre, provoquant des variations dans les deux sens.
Les cycles de marée bimensuels et mensuels déplacent la masse autour de la planète, provoquant des changements dans la durée du jour jusqu’à une milliseconde dans les deux sens. Nous pouvons voir des variations de marée dans les enregistrements de durée du jour sur des périodes aussi longues que 18,6 ans. Le mouvement de notre atmosphère a un effet particulièrement fort, et les courants océaniques jouent également un rôle. La couverture neigeuse et les précipitations saisonnières, ou l’extraction des eaux souterraines, modifient encore les choses.
Pourquoi la Terre ralentit-elle soudainement ?
Depuis les années 1960, lorsque les opérateurs de radiotélescopes autour de la planète ont commencé à concevoir des techniques pour observer simultanément des objets cosmiques comme les quasars, nous avons eu des estimations très précises du taux de rotation de la Terre.
Une comparaison entre ces estimations et une horloge atomique a révélé une durée de jour apparemment de plus en plus courte au cours des dernières années.
Mais il y a une révélation surprenante une fois que nous avons éliminé les fluctuations de la vitesse de rotation que nous connaissons en raison des marées et des effets saisonniers. Bien que la Terre ait atteint son jour le plus court le 29 juin 2022, la trajectoire à long terme semble être passée d’un raccourcissement à un allongement depuis 2020. Ce changement est sans précédent au cours des 50 dernières années.
La raison de ce changement n’est pas claire. Cela pourrait être dû à des changements dans les systèmes météorologiques, avec des événements La Nina consécutifs, bien que ceux-ci se soient produits auparavant. Il pourrait s’agir d’une fonte accrue des calottes glaciaires, bien que celles-ci n’aient pas énormément dévié de leur rythme de fonte régulier ces dernières années. Cela pourrait-il être lié à l’énorme explosion du volcan des Tonga qui injecte d’énormes quantités d’eau dans l’atmosphère ? Probablement pas, étant donné que cela s’est produit en janvier 2022.
Les scientifiques ont émis l’hypothèse que ce changement récent et mystérieux de la vitesse de rotation de la planète est lié à un phénomène appelé “l’oscillation de Chandler”, une petite déviation de l’axe de rotation de la Terre avec une période d’environ 430 jours. Les observations des radiotélescopes montrent également que l’oscillation a diminué ces dernières années ; les deux peuvent être liés.
Une dernière possibilité, que nous pensons plausible, est que rien de spécifique n’a changé à l’intérieur ou autour de la Terre. Il pourrait simplement s’agir d’effets de marée à long terme fonctionnant en parallèle avec d’autres processus périodiques pour produire un changement temporaire du taux de rotation de la Terre.
Avons-nous besoin d’une « seconde intercalaire négative » ?
Comprendre précisément le taux de rotation de la Terre est crucial pour une foule d’applications, les systèmes de navigation tels que le GPS ne fonctionneraient pas sans lui. De plus, toutes les quelques années, les chronométreurs insèrent des secondes intercalaires dans nos échelles de temps officielles pour s’assurer qu’ils ne se désynchronisent pas avec notre planète.
Si la Terre devait passer à des jours encore plus longs, nous devrons peut-être incorporer une “seconde intercalaire négative”, ce serait sans précédent et pourrait casser Internet.
Le besoin de secondes intercalaires négatives est considéré comme peu probable en ce moment. Pour l’instant, nous pouvons nous réjouir de la nouvelle selon laquelle, au moins pendant un certain temps, nous avons tous quelques millisecondes supplémentaires chaque jour.
