On a souvent l’impression que le monde tourne de plus en plus vite, hors de contrôle de nos jours, non ? Eh bien, je suis au regret de vous annoncer que cette impression viscérale de premier coup semble erronée : de nouvelles recherches suggèrent que la rotation de la planète Terre ralentit de manière spectaculaire.
Des chercheurs en géophysique à Vienne et à Zurich ont utilisé des données paleoclimatiques, principalement les variations du niveau global de la mer depuis le Pliocène tardif, afin de proposer l’estimation la plus large à ce jour du changement du taux de rotation de la Terre. Ils ont découvert que de 2000 à 2020, nos journées se sont allongées d’environ 1,33 millisecondes par siècle — le ralentissement de la rotation terrestre étant le plus rapide depuis l’époque des mastodontes géants et des félins à dents de sabre.
« Cette augmentation rapide de la durée des journées implique que le rythme du changement climatique moderne est sans précédent, au moins depuis la fin du Pliocène, il y a 3,6 millions d’années », a déclaré dans un communiqué de presse le coauteur de l’étude Benedikt Soja, professeur de géodésie spatiale à l’ETH Zurich. « Cette hausse actuelle rapide de la durée du jour peut donc être attribuée principalement à des influences humaines », a précisé Soja.
Une traînée majeure induite par l’océan
Soja et ses collègues désignent ce phénomène dans leurs travaux comme une « redistribution de masse continent-ocean » dans leur étude, dont leur dernière publication est parue mardi dans le Journal of Geophysical Research: Solid Earth. À mesure que la fonte des calottes glaciaires polaires et des glaciers de montagne s’accumule dans les océans terrestres, un poids d’eau supplémentaire s’accumule dans les latitudes plus basses et plus vastes du globe près de l’équateur, là où cette masse supplémentaire est plus susceptible de freiner la rotation de la Terre.
Le coauteur Soja, Mostafa Kiani Shahvandi, a rapproché ce phénomène dans un communiqué de presse de « une patineuse artistique qui tourne plus lentement lorsqu’elle écarte les bras, et plus rapidement lorsqu’elle rapproche ses mains du corps ».
« Une seule fois — il y a environ 2 millions d’années — le taux de variation de la durée du jour était à peu près comparable, mais ni avant ni après ce moment la « patineuse » planétaire n’a levé les bras et les niveaux de la mer n’ont évolué aussi rapidement qu’entre 2000 et 2020 », selon Kiani Shahvandi, chercheur postdoctoral au Département de météorologie et géophysique de l’Université de Vienne.
Des minuscules fossiles marins, un vaste ensemble de données
Soja et Kiani Shahvandi se sont tournés vers un vaste trésor de données sur les fluctuations du niveau de la mer, extraites des fossiles de minuscules organismes marins unicellulaires à coque, appelés foraminifères benthiques.
« À partir de la composition chimique des fossiles de foraminifères », a déclaré Kiani Shahvandi, « nous pouvons déduire les fluctuations du niveau de la mer, puis en déduire mathématiquement les variations correspondantes de la durée du jour. »
Ces calculs ont nécessité que le duo développe une nouvelle méthode d’apprentissage profond fondée sur ce qu’on appelle un modèle de diffusion informé par la physique (PIDM). En bref, les PIDM prennent la puissante capacité prédictive d’une IA d’apprentissage automatique fondée sur les probabilités et la guident dans les contraintes strictes des réseaux neuronaux informés par la physique (PINNs), basés sur des lois naturelles dérivées scientifiquement.
« Ce modèle saisit la physique du changement du niveau de la mer, tout en restant robuste face aux grandes incertitudes inhérentes aux données de paléoclimatologie », a noté Kiani Shahvandi.
De petites millièmes de seconde comptent
Certes, la longueur des journées terrestres s’est avérée hautement — quoique très légèrement — variable, avec des périodes récentes où sa rotation s’est accélérée. Le 4 juillet 2024, par exemple, la Terre a établi un record planétaire personnel, effectuant une rotation complète 1,66 ms (ou 0,00166 seconde) plus rapidement que d’habitude. Tout, de la braise du noyau en fusion de notre planète à la pression atmosphérique et aux vents, en passant par le déplacement de l’orbite de la Lune, peut et influence la rotation quotidienne de la Terre.
Cependant, les nouvelles recherches se concentrent sur les tendances à long terme : les comportements de la Terre sur des décennies du XXIe siècle par comparaison avec les tendances du taux de rotation qui s’étendent sur des millions d’années.
Et surtout, selon Soja, l’augmentation actuelle du poids océanique dans le milieu équatorial épais de la Terre — une conséquence indéniable du changement climatique — deviendra de plus en plus un facteur dominant influençant la vitesse de rotation de la Terre.
« D’ici la fin du XXIe siècle, on s’attend à ce que le changement climatique affecte la durée des journées de manière encore plus marquée que la lune », a noté Soja dans un communiqué de presse. « Même si les changements ne mesurent que quelques millisecondes, ils peuvent causer des problèmes dans de nombreux domaines, par exemple dans la navigation spatiale précise, qui nécessite des informations exactes sur la rotation de la Terre. »
