Le réchauffement climatique d’origine anthropique ralentirait la rotation de la Terre à un rythme sans équivalent sur les 3,6 derniers millions d’années, selon cette étude. La montée du niveau de la mer due à la fonte des glaces aurait rallongé la durée des jours de 1,33 milliseconde par siècle, en raison du déséquilibre dans la répartition de la masse du globe. Ces résultats suggèrent que le réchauffement climatique peut influencer rapidement certains processus à l’échelle planétaire.
Les jours terrestres, régulés par la rotation de la Terre, ne durent pas exactement 24 heures et leur durée est influencée par différents facteurs géophysiques et gravitationnels. L’attraction gravitationnelle de la Lune constitue le principal facteur influençant la vitesse de rotation de la Terre. Elle crée un renflement qui ralentit cette rotation et augmente la durée des jours terrestres d’environ 2,4 millisecondes par siècle.
La vitesse de rotation de la Terre est également influencée par un phénomène appelé ajustement isostatique glaciaire, un processus au cours duquel la croûte terrestre remonte lentement avec le retrait des calottes glaciaires. En d’autres termes, la croûte initialement comprimée par les couches de glace se soulève progressivement, entraînant une redistribution des masses et une modification du moment d’inertie du globe. On estime que le phénomène raccourcit la durée du jour d’environ 0,8 milliseconde par siècle.
Le renforcement des vents résultant, par exemple, des épisodes El Niño ralentit également la rotation de la planète d’environ une milliseconde par siècle. Plus récemment, des travaux ont montré que le réchauffement climatique peut lui aussi influer sur la vitesse de rotation terrestre, prolongeant la durée des jours d’environ 1,33 milliseconde par siècle. Ce phénomène est principalement attribué à la redistribution des masses continentales consécutive à la fonte accélérée des glaciers et des calottes polaires.
Notre compréhension de ces fluctuations de la vitesse de rotation terrestre demeure toutefois limitée à l’échelle des temps géologiques, en particulier pour celles liées au climat. Une récente étude publiée dans Journal of Geophysical Research: Solid Earth apporte de nouveaux éléments en analysant la manière dont les changements climatiques ont influencé la rotation de la planète sur plusieurs millions d’années.
« Je voulais savoir si ce phénomène [le réchauffement climatique qui ralentit la vitesse de rotation terrestre] était inhabituel ou s’il s’était déjà produit par le passé », explique le co-auteur de l’étude, Mostafa Kiani Shahvandi, géoscientifique à l’ETH Zurich et à l’Université de Vienne, à Live Science.
Du jamais vu depuis 3,6 millions d’années
Les chercheurs se sont appuyés sur l’analyse des foraminifères, des organismes unicellulaires à coquille figurant parmi les premiers organismes à avoir peuplé les océans, pour estimer les fluctuations de la durée du jour au cours de plusieurs millions d’années. Les variations de la teneur en oxygène de ces fossiles fournissent notamment des indications sur le niveau de la mer à l’époque où ces organismes vivaient, permettant ainsi aux chercheurs d’en déduire la durée du jour.
« À partir de la composition chimique des fossiles de foraminifères, nous pouvons déduire les fluctuations du niveau de la mer et en déduire mathématiquement les variations correspondantes de la durée du jour », explique Shahvandi dans un communiqué de l’ETH Zurich.
L’équipe a également mobilisé un algorithme d’apprentissage profond probabiliste fondé sur la physique afin d’affiner ses analyses. « Ce modèle reproduit la physique des variations du niveau de la mer, tout en restant robuste face aux grandes incertitudes inhérentes aux données paléoclimatiques », précise le chercheur.
Les résultats indiquent que la fonte des glaces a provoqué à plusieurs reprises d’importantes variations de la durée du jour en raison des fluctuations du niveau de la mer. Toutefois, l’allongement actuel de 1,33 milliseconde par siècle constituerait la variation la plus rapide observée au cours des 3,6 derniers millions d’années.
« Il y a environ 2 millions d’années seulement, le rythme de variation de la durée du jour était presque comparable, mais jamais auparavant ni après cela, le climat planétaire n’a connu une telle élévation du niveau de la mer qu’entre 2000 et 2020 », précise Shahvandi dans le communiqué.
Le globe tourne plus vite lorsque sa masse est plus concentrée, et inversement, la fonte des glaces contribuant à redistribuer cette masse. Il s’agit du même principe que celui observé chez une patineuse artistique : en rapprochant ses bras de son corps, elle accélère sa rotation, tandis qu’en les étendant, elle la ralentit.
Une influence qui pourrait devenir plus importante que celle de la Lune
Bien que ce phénomène soit étudié de longue date, le taux de ralentissement attribué au changement climatique d’origine anthropique apparaît inédit, selon les chercheurs. « On s’attend à ce que ce phénomène s’accentue encore et devienne même plus important que l’influence de la Lune », a indiqué Shahvandi à Live Science. La durée du jour pourrait s’allonger de 2,62 millisecondes par siècle d’ici 2080 si le rythme actuel de réchauffement se maintient.
Si cet allongement demeure imperceptible à l’échelle humaine, il pourrait néanmoins avoir des conséquences pour les technologies reposant sur une mesure extrêmement précise de la rotation terrestre, notamment dans le domaine spatial ou en informatique.