La Terre n’est pas une sphère parfaite et ne l’a jamais été ; elle est ce qu’on appelle un sphéroïde oblat. Sa rotation sur elle-même à près de 1 600 km/h la déforme, l’aplatissant légèrement au niveau des pôles tout en la faisant bomber à l’équateur : un phénomène appelé renflement équatorial, qui s’est accentué depuis qu’elle s’est formée il y a 4,54 milliards d’années. Cette déformation est très subtile, si bien qu’aucun cliché pris de l’espace ne pourrait nous permettre de la distinguer à l’œil nu, mais il est possible de la mesurer.
Le géodésien Christopher Kotsakis, de l’Université Aristote de Thessalonique (Grèce), vient de mener une étude, publiée le 9 septembre dans la revue Journal of Geophysical Research: Solid Earth, démontrant même qu’elle se déforme simultanément dans deux directions opposées. Sa croûte rocheuse s’arrondit, et son géoïde (cartographie du champ gravitationnel terrestre, qui reflète la répartition de ses masses internes) s’aplatit. Selon le chercheur, l’un des facteurs de l’intensification de ce phénomène serait la fonte des glaces polaires, qui ralentissent déjà sa rotation.
La Terre perd du ventre (mais prend des hanches)
Grâce aux données des stations GNSS (Global Navigation Satellite System), réparties sur l’ensemble du globe entre 1997 et 2015, Kotsakis a suivi l’évolution verticale de la croûte terrestre afin de déterminer quelles régions gagnent en altitude et lesquelles s’affaissent.
Entre 1997 et 2000, la croûte terrestre remontait aux pôles d’environ 0,5 mm par an, libérée du poids des glaces qui fondaient au-dessus d’elle. En 2015, ce rebond atteignait 1 millimètre par an, une accélération corrélée à l’intensification de la fonte. Parallèlement, les milliards de tonnes d’eau de fonte qui ont migré vers les océans se sont concentrés aux latitudes inférieures, pesant de plus en plus lourd sur les fonds océaniques équatoriaux.
Pour vous imager le phénomène, imaginez un ballon en mousse que vous écrasez doucement entre vos mains : celui-ci s’aplatira en haut et en bas et s’élargira au milieu ; c’est la Terre dans sa forme habituelle, légèrement aplatie par l’effet de sa rotation.
Maintenant, relâchez légèrement la pression sur le dessus (les glaciers fondent, donc la croûte terrestre remonte) et appuyez sur ses flancs (l’eau de fonte pesant sur la croûte équatoriale) : le ballon s’allongera verticalement et se rétractera au milieu, se rapprochant de sa forme sphérique initiale. C’est exactement ce qu’il se produit à l’échelle planétaire : tiraillée entre ces deux déformations, la Terre retrouve une silhouette plus arrondie.
Toutefois, si l’on regarde désormais la Terre comme un champ gravitationnel, et non un objet solide, c’est l’inverse qui se produit. La gravité n’obéit qu’à la masse et à sa répartition, indépendamment de la forme de la croûte. Comme il y a désormais une quantité bien plus importante d’eau au niveau de l’équateur, son géoïde s’aplatit, puisque la gravité est plus forte là où la matière est plus concentrée.
« Bien que ce comportement puisse sembler contre-intuitif au vu de la diminution simultanée de l’aplatissement de la Terre solide, ces deux effets sont physiquement compatibles », explique Christopher Kotsakis. Les masses glaciaires du monde entier disparaissant de plus en plus rapidement à mesure que le réchauffement climatique s’intensifie, ce double phénomène continuera aussi de s’amplifier. En verrons-nous les conséquences à court ou long terme ? Pas directement, mais pour le réseau géodésique international (ITRF), ces déformations millémétriques modifient progressivement les systèmes géodésiques sur lesquels reposent, entre autres, la précision du guidage GPS et le suivi satellitaire.
- La Terre, bien qu’étant un sphéroïde oblat, subit des déformations opposées avec un arrondi croissant de sa croûte et un aplatissement de son géoïde.
- La fonte des glaces polaires contribue à une élévation de la croûte aux pôles et à un alourdissement de la croûte équatoriale par l’eau de fonte.
- Ces changements affectent les systèmes de référence géodésiques, essentiels pour la précision du GPS et du suivi satellitaire.
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