La durée d’un jour peut sembler immuable, pourtant elle ne l’est pas. Si aujourd’hui nos jours durent 24 heures, il y a 1 milliard d’années ils étaient plutôt de 19 heures ! Et plus on remonte dans le temps, plus cette durée se raccourcit. Au moment de sa formation, la Terre tournait en effet beaucoup plus vite sur elle-même qu’actuellement. Depuis, sa rotation a globalement ralenti, et ce phénomène va se poursuivre de la même façon dans le futur. Mais pourquoi ?
La réponse à cette question ne se trouve pas si loin, pour comprendre, il suffit de lever les yeux au ciel, et de chercher… la Lune !
La Lune est responsable du ralentissement global de la rotation de la Terre depuis plusieurs milliards d’années © Galushchenkova, Adobe Stock
Le mécanisme des marées
Car c’est elle qui, depuis le début, ralentit progressivement la rotation de notre planète, via un phénomène que nous connaissons bien : les marées. La Lune exerce sur la Terre des forces de marée qui déforment légèrement notre planète, notamment ses océans, en formant deux bourrelets : l’un du côté de la Lune, l’autre sur le côté opposé. Or, comme la Terre tourne sur elle-même bien plus vite que la Lune ne tourne autour de la Terre, un point donné sur Terre connaitra ainsi deux marées hautes et deux marées basses par jour lunaire (24 h 50 environ). Sauf que ces bourrelets ne sont pas parfaitement alignés avec la Lune, et c’est par cette subtilité que l’on peut expliquer le lent ralentissement de la rotation de la Terre au fil du temps.
Pourquoi voit-on toujours la même face de la Lune ?
Si nous voyons toujours la même face de la Lune, c’est que notre satellite naturel met le même temps à faire un tour sur lui-même qu’à faire le tour de la Terre…. Lire la suite
Comme on l’a dit, la Terre tourne rapidement sur elle-même en comparaison d’une révolution de la Lune autour de la Terre. Cela implique que la surface terrestre se déplace rapidement sous les bourrelets de marée. Or, les océans ne réagissent pas instantanément à l’attraction lunaire en raison notamment forces de friction au sein des masses d’eau. Cela retarde leur réponse : on observe donc un décalage entre le bourrelet situé du côté de la Lune et l’axe Terre-Lune. Le bourrelet est légèrement en avant de l’axe (dans le sens de rotation de la Terre). Or, la Lune exerce une attraction gravitationnelle sur ce bourrelet également. Comme ce bourrelet est « en avance » par rapport à la Lune, cette force d’attraction tend à freiner la rotation de la Terre.
À cause des friction au sein des masses d’eau, le bourrelet de marée est légèrement en avance sur la Lune © J. Laskar, Wikimedia Commons
Un frein qui agit depuis plus de 4 milliards d’années
Même si cet effet de freinage est extrêmement faible, son action sur le très long terme agit sur la vitesse de rotation de la Terre. Au fil des millions d’années, la Terre tourne de plus en plus lentement sur elle-même et la durée du jour s’allonge d’environ 1,7 milliseconde par siècle.
Ce phénomène a d’ailleurs un autre impact : l’énergie « prise » sur la rotation de la Terre est en effet en grande partie transférée au mouvement orbital de la Lune, qui s’éloigne ainsi progressivement. On estime aujourd’hui que notre satellite s’éloigne de nous d’environ 3,8 cm par an !
S’il existe donc bien une tendance au ralentissement de la rotation terrestre, celle-ci est toutefois imperceptible à l’échelle d’une vie humaine. Elle n’est visible qu’à l’échelle des temps géologiques. Pourtant, on observe que la durée d’un jour varie légèrement d’un jour à l’autre. Ces variations sont liées à d’autres phénomènes, qui ont des influences temporaires. Ainsi, les déplacements de masse dans l’atmosphère et les océans, notamment à cause des courants, peuvent accélérer ou ralentir très légèrement la rotation de notre planète. Des phénomènes bien plus profonds, comme la dynamique du noyau terrestre, peuvent également jouer un rôle à court terme.
Comment les humains freinent la durée du jour sur Terre
C’est l’été donc les jours s’allongent. Pas seulement et c’est bien là une illustration supplémentaire des conséquences du réchauffement de la Planète. En fondant, les glaciers des pôles envoient leurs eaux vers l’équateur. Cette redistribution des masses qui se déplacent vers le centre du globe impacte la danse immuable des jours et des nuits. Résultat, la Terre ralentit sa rotation, conséquence du changement climatique…. Lire la suite
La Terre finira-t-elle par tourner au ralenti ?
Mais les journées peuvent-elles continuer à s’allonger indéfiniment ? En théorie, le système Terre-Lune tend vers une synchronisation de la rotation de la Terre sur elle-même avec la révolution de la Lune. Autrement dit, in fine, si les choses continuaient ainsi, la Terre présenterait toujours la même face à la Lune. Mais ce scénario est toutefois improbable, car d’ici là le Soleil sera arrivé en fin de vie et son évolution sera certainement venue perturber le système Terre-Lune.