Des recherches montrent que la fonte des glaces ralentit la rotation de la Terre et déplace son axe.

De nouvelles recherches suggèrent que le changement climatique modifie profondément la Terre.

À mesure que les glaces polaires et les glaciers fondent en raison du réchauffement climatique, l’eau qui était auparavant concentrée au sommet et au bas du globe se déplace désormais vers l’équateur. La masse supplémentaire autour du milieu de la Terre ralentit sa rotation, ce qui allonge nos journées.

Une nouvelle étude fournit davantage de preuves de cette dynamique, suggérant que les changements dans la glace de la planète étaient suffisamment profonds pour affecter l’axe de la Terre – la ligne invisible en son centre autour de laquelle elle tourne. Ensemble, ces transformations provoquent des réactions souterraines, affectant les fluides se déplaçant dans le noyau en fusion de la Terre.

Les résultats ont été publiés la semaine dernière dans deux revues, Nature Geoscience et Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ces études, ainsi que des recherches similaires publiées en mars, suggèrent que les humains ont manipulé des éléments fondamentaux des propriétés physiques de la planète – un processus qui se poursuivra même après que les températures mondiales se soient stabilisées et que la fonte des calottes glaciaires ait atteint l’équilibre.

« Vous pouvez ajouter la rotation de la Terre à la liste des choses que l’homme a complètement influencées », a déclaré l’un des auteurs des deux nouvelles études, Benedikt Soja, professeur assistant de géodésie spatiale à l’École polytechnique fédérale de Zurich.

Le changement dans la rotation de la Terre est suffisamment important pour qu’il puisse un jour rivaliser avec l’effet des forces de marée provoquées par la Lune – si les émissions de carbone continuent à des niveaux extrêmes, a déclaré Suga.

En général, la vitesse de rotation de la Terre dépend de la forme de la planète et de la répartition de sa masse, facteurs régis par plusieurs forces opposées.

Les scientifiques le comparent souvent à un patineur sur glace : lorsque les patineurs tournent avec les bras tendus, leurs virages seront plus lents. Mais si les patineurs gardent les bras serrés, leurs virages seront plus rapides.

De la même manière, le frottement des marées océaniques dû à la gravité de la Lune ralentit la rotation de la Terre. Cela a eu le plus grand impact historique sur le taux de rotation de la planète, a déclaré Suga.

Pendant ce temps, dans certaines régions de haute latitude, le lent rebond de la croûte terrestre après la disparition des glaciers de la période glaciaire fonctionne dans la direction opposée, accélérant la rotation de la planète.

Les deux processus ont des effets attendus depuis longtemps sur la vitesse angulaire de la Terre.

Mais aujourd’hui, la fonte rapide des glaces due au réchauffement climatique constitue une nouvelle force puissante. Si les humains continuent de polluer la planète avec des émissions de carbone, l’impact de la perte de glace pourrait dépasser celui de la Lune, a déclaré Suga.

« Dans le pire des cas, le changement climatique deviendra le facteur dominant », a-t-il ajouté.

Le quatrième facteur important qui affecte la rotation de la Terre est le mouvement des fluides à l’intérieur de son noyau. Les scientifiques savent depuis longtemps que cela pourrait accélérer ou ralentir la rotation de la planète – une tendance qui peut changer tous les 10 à 20 ans. À l’heure actuelle, le noyau terrestre accélère temporairement légèrement la rotation de la Terre, compensant ainsi le ralentissement provoqué par le changement climatique.

Le changement climatique semble également affecter le noyau terrestre, en raison de la fonte des glaces et du déplacement de l’axe de rotation de la planète.

Les chercheurs à l’origine de la nouvelle étude ont construit un modèle du mouvement polaire sur 120 ans, ou de la manière dont l’axe se déplace au fil du temps. Ils ont découvert que les changements dans la répartition de la masse sur la planète dus à la fonte des glaces contribuaient probablement à de petites fluctuations du mouvement polaire.

Suga a estimé que le changement climatique était probablement responsable d’un changement d’un mètre sur une décennie.

Les recherches indiquent également que le mouvement de la roche en fusion à l’intérieur de la Terre s’adapte aux changements de son axe et de sa vitesse de rotation – un processus de rétroaction dans lequel la surface de la Terre affecte son intérieur.

« La rotation change un peu, et nous pensons que cela pourrait affecter indirectement le cœur. C’est quelque chose qui n’est pas facile à mesurer directement parce que nous ne pouvons pas y accéder », a déclaré Suga.

Les résultats portent sur la manière dont les humains indiquent l’heure et sur la façon de placer les satellites dans l’espace.

« Si nous voulons envoyer une nouvelle mission sur Mars, par exemple, nous avons vraiment besoin de connaître l’état exact de la Terre dans l’espace, et si cet état change, nous pourrions commettre une erreur de navigation ou une erreur d’exploration », a déclaré Suga.

Par exemple, changer l’axe de la Terre d’un mètre pourrait amener le vaisseau spatial à rater sa cible de 100 ou 1 000 mètres lorsqu’il arrivera sur Mars.

En ce qui concerne la mesure du temps, des recherches publiées en mars suggèrent que le changement climatique a retardé la nécessité d’ajouter une « seconde intercalaire négative » au temps universel coordonné pour maintenir les horloges mondiales en phase avec la rotation de la Terre.

Duncan Agnew, géophysicien à la Scripps Institution of Oceanography de l’UC San Diego, qui a dirigé l’étude précédente, a déclaré que la nouvelle recherche « correspond très bien » à son travail.

« Cela étend les résultats dans un avenir lointain et examine plus d’un scénario climatique », a déclaré Agnew, ajoutant que bien que Soga et ses collègues participants aient adopté une approche différente, ils sont parvenus à un résultat similaire au sien.

« Les découvertes multiples sont presque la règle en science – et ceci est un autre cas », a déclaré Agnew.

Thomas Herring, professeur de géophysique au MIT, qui n’a participé à aucune des deux études, a déclaré que la nouvelle recherche pourrait en fait fournir un aperçu de la façon dont les changements à la surface de la Terre affectent ce qui se passe à l’intérieur.

« En ce qui concerne les réactions entre les processus de surface et le noyau, je trouve cela plausible », a déclaré Herring dans un e-mail, expliquant que des processus « à grande échelle » à la surface pourraient « pénétrer dans le noyau liquide ».