Euh, les jours sur Terre s’allongent… et ce phénomène ne semble pas ralentir

Le temps terrestre sous l’influence des marées et de la glace

Votre téléphone a sans doute raison lorsque vous arrivez en retard au travail. L’observation minutieuse de notre planète révèle en effet que la durée d’une journée connaît une augmentation lente, presque imperceptible, au fil des siècles. Les données recueillies depuis l’espace, les mesures astronomiques ainsi que les archives des éclipses ont mis en évidence une légère différence entre les 24 heures, soit 86 400 secondes, estimées pour une rotation complète de la planète, et la durée réelle de n’importe quelle journée sur Terre.

Les preuves géologiques indiquent que le ralentissement de la vitesse de rotation de la Terre a allongé la durée d’un jour d’environ 2,4 millisecondes par siècle. Ce phénomène est causé en grande partie par les forces de marée, issues de l’attraction gravitationnelle de la Lune, qui affectent le niveau des mers. Parallèlement, les preuves astronomiques situent cette augmentation à 1,72 milliseconde par siècle, en raison des forces qui rendent la Terre moins oblate, c’est-à-dire moins aplatie aux pôles.

Un autre facteur déterminant entre en jeu : le changement climatique. Les processus barystatiques, qui découlent de la fonte des calottes glaciaires polaires et des glaciers, modifient le niveau des mers en redistribuant la masse entre les océans et les continents. Cette redistribution diminue le moment cinétique de la Terre, ce qui a pour effet de perturber sa rotation et son mouvement sur son axe.

Une nouvelle approche par l’intelligence artificielle

Les chercheurs Mostafa Kiani Shahvandi, de l’Université de Vienne, et Benedikt Soja, de l’Institut de géodésie et de photogrammétrie de Zurich en Suisse, ont identifié un problème majeur dans les estimations existantes du niveau de la mer pour les périodes précédant et accompagnant les dernières ères glaciaires. Les changements drastiques dans la distribution des masses et le niveau de la mer, provoqués par la fonte d’énormes calottes glaciaires et de glaciers, auraient eu un impact beaucoup plus important sur la durée d’une journée moyenne que ce qui était envisagé jusqu’alors.

Pour pallier ces incertitudes, les deux scientifiques ont décidé de créer un algorithme d’intelligence artificielle. Ce système utilise les principes de la physique et de la probabilité pour modéliser les données paléoclimatiques, dans le but de déterminer la durée de ces journées avec une précision accrue. Leurs travaux ont récemment fait l’objet d’une publication dans la revue scientifique Journal of Geophysical Research: Solid Earth.

Les chercheurs expliquent leur démarche de manière précise. « Le principal avantage de l’utilisation de [notre algorithme] est qu’il analyse [la durée du jour] dans un cadre probabiliste précis, fournissant des estimations d’incertitude en couvrant les espaces du modèle et des données », déclarent Shahvandi et Soja. « Par conséquent, il permet une convergence plus précise vers la distribution sous-jacente des données par rapport à d’autres algorithmes. »

L’écho troublant du Pliocène supérieur

Il y a 3,6 millions d’années, durant la période du Pliocène supérieur, une Terre alors gelée a commencé à dégeler. Ce qui constituait autrefois d’imposants glaciers et d’épaisses calottes glaciaires a fondu, élevant le niveau des mers d’environ 98 pieds (30 mètres). De vastes étendues de terres se sont retrouvées submergées tandis que les températures mondiales grimpaient pour atteindre une moyenne de 4 à 5 degrés Fahrenheit supérieure à celle d’aujourd’hui. Cette fonte massive a servi de point tournant significatif pour la durée du jour.

Le réchauffement du Pliocène a probablement été déclenché par une forte concentration de dioxyde de carbone atmosphérique. Bien que ce phénomène n’ait pas été d’origine anthropique, les niveaux de CO2 de l’époque étaient dangereusement proches de ceux prévus pour la fin de ce siècle si le changement climatique que nous vivons actuellement n’est pas ralenti ou inversé. La situation pourrait bientôt ressembler à un retour à la fin du Pliocène. Cela pourrait être révélateur de ce qui risque de se produire d’ici la fin du siècle si le niveau des mers continue de monter.

La majorité des données fournies à l’algorithme par Soja et Shahvandi repose sur des reconstructions des calottes glaciaires et des variations du niveau de la mer au cours de cette ère. Des organismes unicellulaires fossilisés, connus sous le nom de foraminifères, ainsi que des récifs coralliens vivants, ont été utilisés pour comprendre l’évolution du niveau de la mer, car les conditions environnementales ont influencé leur croissance et leur déclin. Ces mêmes conditions ont contribué aux variations du niveau des mers sous l’effet de la fonte de la calotte glaciaire de l’Antarctique, de la calotte glaciaire du Groenland et d’autres glaciers, bien que les niveaux, tout comme la durée des jours, se soient stabilisés peu après cette fonte.

Les fluctuations complexes du Pléistocène

L’exploration des données paléoclimatiques par l’algorithme a également mis en lumière des phénomènes inverses. À l’aube du Pléistocène inférieur, il y a quelque 2,58 millions d’années, la formation de calottes glaciaires dans l’hémisphère nord a entraîné une baisse du niveau des mers. Ce processus a rendu la Terre moins oblate, ce qui a eu pour conséquence directe de diminuer la durée d’une journée.

Les dynamiques se sont encore modifiées lors de la transition du Pléistocène moyen, une période s’étendant d’environ 1,25 million à 700 000 ans avant notre ère. Durant cette phase, les cycles de glaciation sont passés de périodes de 41 000 ans à des périodes de 100 000 ans. Cette modification a provoqué des fluctuations relativement importantes de la durée du jour sur la planète.

La cause exacte de cette période de transition reste encore un sujet de débat au sein de la communauté scientifique. Les chercheurs estiment que ce changement cyclique majeur pourrait avoir un lien avec l’orbite de la Terre. Ces variations démontrent la sensibilité extrême de la rotation terrestre face aux modifications de la masse glaciaire réparties à la surface du globe.

Un signal d’alarme pour l’avenir de la planète

La tendance à long terme est sans équivoque : depuis le Pliocène supérieur, les jours se sont allongés. Au cours des 3,6 derniers millions d’années, la durée d’un jour a augmenté d’environ 1,5 milliseconde par siècle. Cette donnée suggère que la rotation de la Terre a ralenti à mesure que les températures ont progressivement grimpé. Les données modernes et paléoclimatiques traitées par l’algorithme offrent ainsi un aperçu inédit de l’impact du climat sur la mécanique céleste.

S’il peut sembler agréable de bénéficier d’un peu plus d’ensoleillement, des journées plus longues ne constituent pas toujours un avantage. Lorsqu’elles reflètent les effets désastreux du changement climatique, elles doivent être interprétées comme un avertissement sérieux quant à l’équilibre de notre environnement global.

Les scientifiques concluent leur étude en ouvrant la voie à de nouvelles recherches. « Les études futures pourraient se concentrer sur ces aspects de la dynamique climatique et leur impact sur [la durée du jour] », affirment les chercheurs. « Les grandes incertitudes sont typiques des études paléoclimatiques, cependant les avancées futures dans la disponibilité de registres géochimiques plus complets pourraient nous permettre d’analyser plus précisément [la durée du jour]. »

Selon la source : popularmechanics.com