La Terre va continuer de tourner...

Des mesures d'une extrême précision sont nécessaires pour... (Photo tirée du site Web de la NASA)

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Des mesures d'une extrême précision sont nécessaires pour observer l'effet des séismes ou d'autres catastrophes sur l'axe de rotation de la Terre. Par exemple, le tremblement de terre au large du Japon en 2011 a déplacé l'axe de répartition de la masse terrestre de 17 cm seulement, tandis que l'axe de rotation est resté le même.

Photo tirée du site Web de la NASA

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(Québec) «Avec tous les changements et les événements extrêmes qui surviennent sur la Terre, comme les séismes, les tsunamis, la fonte des glaciers, etc., comment expliquer que la rotation de la planète est toujours équilibrée? Est-il possible que la Terre devienne désaxée?» demande Clermont Gagnon, de Scott en Beauce.

En fait, l'axe de rotation de notre planète varie bel et bien, mais en suivant des cycles - les «cycles de Milankovitch», dont on a déjà parlé ici - relativement faibles et surtout, très lents. L'inclinaison de la Terre fluctue en effet entre 22,1° et 24,5° sur 41 000 ans (il est présentement de 23,4° et il diminue), et l'axe lui-même vacille un peu comme celui d'une toupie sur le point de tomber, sur un cycle de 26 000 ans. Hormis cela, cependant, l'axe de rotation terrestre semble être resté remarquablement stable au cours des quelque 100 derniers millions d'années, en dépit de tous les tremblements de terre, toutes les glaciations et les déglaciations, et tous les cataclysmes qui ont pu survenir. Voyons voir...

Sans influence extérieure, une sphère lisse dont l'intérieur serait totalement homogène pourrait tourner sur elle-même en gardant le même axe de rotation pour l'éternité. Mais la Terre n'est pas faite ainsi. Il y a des endroits comme les chaînes de montagnes qui ont un «surplus de masse», pour ainsi dire, et d'autres comme les océans et les abysses qui en ont moins

- ils sont remplis d'eau, certes, mais la pierre est (grosso modo) cinq fois plus dense que l'eau. Dans son manteau et son noyau, les masses de roche fondue ne sont pas, elles non plus, totalement uniformes.

Maintenant si, par exemple, une bosse apparaissait soudainement sur une sphère par ailleurs lisse et homogène, alors son axe de rotation aurait tendance à s'incliner jusqu'à ce que la bosse se trouve à tourner le long de l'«équateur». Et la même chose se passe sur Terre avec les inégalités de masses - dans la mesure où elles ne s'annulent pas les unes les autres, bien sûr. En principe, cela peut faire bouger toute la planète d'un seul bloc, mais en pratique, la croûte terrestre (les 40 premiers kilomètres de roc à la surface du globe) n'est pas parfaitement arrimée à la roche en fusion qui se trouve en dessous, si bien que ces ajustements peuvent se faire surtout par la surface. L'axe de rotation ne bouge alors pas vraiment, c'est seulement l'«enveloppe» de la Terre ou une partie de ce qu'il y a en dessous qui se décale par rapport à l'axe. Les géologues appellent cela la «dérive des pôles».

Or il faut savoir que les continents n'ont pas toujours été aussi bien répartis autour du globe qu'ils le sont aujourd'hui. À trois reprises depuis la formation de la planète, les terres émergées ont été regroupées en un seul «supercontinent» - la «Columbia» ou «Hudsonia», entre - 1,8 et - 1,5 milliard d'années; la Rodinia, entre - 900 et - 600 millions d'années; et la Pangée, entre - 600 et - 200 millions d'années -, et c'est pendant ces périodes que les dérives des pôles les plus marquées sont survenues, atteignant «plusieurs dizaines de degrés sur des périodes [et survenant sur des périodes] de 10 à 100 millions d'années», lit-on dans un article paru récemment dans Nature. La dérive aurait même atteint 90° dans le cas de l'Hudsonia.

Cela dit, il y a quand même des éléments de stabilité, en tout ceci. Les continents, bien sûr, sont «mieux» répartis qu'avant, mais il ne faut pas perdre de vue qu'à la base, la masse de la Terre est littéralement colossale - de l'ordre de 6000 milliards de milliards de tonnes. Et l'on conçoit aisément qu'une telle masse qui tourne sur elle-même n'est pas facile à faire dévier significativement de sa course.

Masses changeantes

C'est pourquoi il faut recourir à des mesures d'une extrême précision pour observer l'effet des séismes ou d'autres catastrophes, même les pires, sur l'axe de rotation de la Terre. Par exemple, on estime que le tremblement de terre de magnitude 9 qui est survenu au large du Japon en 2011 a déplacé l'axe de répartition de la masse terrestre - légèrement différent de l'axe de rotation, les deux étant séparés par environ 10 mètres - de... 17 centimètres. L'axe de rotation, lui, ne s'est pas déplacé, mais les infimes vacillements qu'il connaît naturellement et constamment, eux, ont été altérés un tout petit peu. Et il s'agissait du cinquième pire tremblement de terre de l'histoire!

De la même manière, la fonte des calottes polaires (lors des déglaciations ou de l'actuel réchauffement d'origine humaine) entraîne une redistribution de masses sur la planète. À l'échelle humaine, celles-ci paraissent titanesques: 287 milliards de tonnes de glace qui fond chaque année au Groenland, et 134 milliards en Antarctique. Mais à l'échelle planétaire, ce n'est guère plus qu'une poussière, et les effets de cette fonte sur l'axe de rotation terrestre se mesurent, eux aussi, en centimètres - dans le cas du réchauffement actuel, du moins.

Ajoutons enfin que la présence de la Lune a un grand effet stabilisant sur l'axe de rotation. Sa révolution constante et sa relative proximité «enterrent», pour ainsi dire, l'effet gravitationnel du Soleil et de Jupiter, qui pourraient autrement déstabiliser la rotation terrestre.

Sources :

- David A.D. Evans, «True polar wander and supercontinents», Tectonophysics, 2003, goo.gl/ikJvZU

- J.R. Creveling et al., «Mecanisms for oscillaroty true polar wander», Nature, 2012, goo.gl/vQ2Noa

- Alan Buis, Japan Quake May Have Shortened Earth Days, Moved Axis, NASA, 2011, goo.gl/UhXWyI

- Richard A. Lovett, «Polars wander linked to climate change», Nature News & Comments, 2013, goo.gl/mVjZR1

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