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9.5. Ralentissement de la rotation de la Terre
21 km
PN
6 378 km
équateur
sphère
ellipsoïde de
révolution
(géoïde)
Une des conséquences des marées est le
ralentissement de la rotation terrestre, par
suite des déformations de la croûte et des
mouvements de va-et-vient de l’eau toutes
les 12,5 heures. Cette énergie se dissipe en
chaleur, créant une diminution de l’énergie
cinétique et du moment cinétique de rotation de la Terre.
La durée du jour (24 h) décroît ainsi très lentement de 45 ns/jour. L’étude de coraux fossiles vieux de 350 millions d’années a montré qu’il y avait alors près de 400 alternances
clair-nuit par an, ce qui correspond à une
durée de 22 heures par jour (la durée de l’année sidérale est constante). La distance
Terre-Lune augmente de 3 cm par an (ce qui ne fait que 30 km en un million d’années !)
Remarque : par suite de sa rotation sur elle-même, la Terre n’a pas une forme sphérique :
elle est aplatie aux pôles (cela n’a rien à voir avec les marées). L’aplatissement est très
faible (1/300) : le rayon polaire mesure 21 km de moins que le rayon équatorial.
Calcul du ralentissement de la rotation de la Terre
(Intérêt des éclipses anciennes)
Certaines éclipses de Soleil très anciennes
permettent de déterminer le ralentissement
séculaire de la Terre, c’est le cas notamment de celle survenue le 15 avril – 135.
Lors de la 175
e année de l’ère séleucide,
les astronomes de Babylone l’ont notée sur
des tablettes d’argile conservées aujourd’hui
au British Museum à Londres : « l’éclipse
débuta 24 us après le lever du Soleil et fut
totale 18 us après son début » (1 us est la
fraction 1/360 du jour c’est-à-dire 4 min,
durée pendant laquelle la Terre pivote de
1
◦ ). Cela signifie que le premier contact
eut lieu 1 heure et demie environ après le
lever du Soleil, l’éclipse totale se produisant
72 min après ce contact. L’intérêt de ces
informations précisément notées réside dans
les durées déterminées depuis l’instant du
lever du Soleil.
En calculant cette éclipse aujourd’hui avec
une échelle de temps uniforme, on trouve
que la zone de totalité est décalée de près
de 50
◦ vers l’ouest de Babylone : l’éclipse
ne serait alors que très partielle à Babylone, ce qui ne correspond évidemment pas
à l’observation notée sur les tablettes d’argile. En remontant ainsi dans le temps, on
constate qu’avec la vitesse angulaire de rotation actuelle, la Terre n’a « pas assez » tourné
sur elle-même : il faut encore pivoter le globe
terrestre de 50
◦ vers l’Ouest pour réaliser
l’éclipse totale à Babylone.
En réalité, cette vitesse diminue par suite des
frottements internes résultant des marées
luni-solaires, et en 2 000 ans, le retard
cumulé atteint environ trois heures. L’éclipse
ci-dessus, bien décrite quant aux instants,
permet de chiffrer le retard quotidien à
45 nanosecondes, c’est-à-dire qu’à cause de
ce ralentissement séculaire, chaque jour qui
passe dure 45 ns de plus que le précédent.
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21 km
PN
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équateur
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ellipsoïde de
révolution
(géoïde)
Une des conséquences des marées est le
ralentissement de la rotation terrestre, par
suite des déformations de la croûte et des
mouvements de va-et-vient de l’eau toutes
les 12,5 heures. Cette énergie se dissipe en
chaleur, créant une diminution de l’énergie
cinétique et du moment cinétique de rotation de la Terre.
La durée du jour (24 h) décroît ainsi très lentement de 45 ns/jour. L’étude de coraux fossiles vieux de 350 millions d’années a montré qu’il y avait alors près de 400 alternances
clair-nuit par an, ce qui correspond à une
durée de 22 heures par jour (la durée de l’année sidérale est constante). La distance
Terre-Lune augmente de 3 cm par an (ce qui ne fait que 30 km en un million d’années !)
Remarque : par suite de sa rotation sur elle-même, la Terre n’a pas une forme sphérique :
elle est aplatie aux pôles (cela n’a rien à voir avec les marées). L’aplatissement est très
faible (1/300) : le rayon polaire mesure 21 km de moins que le rayon équatorial.
Calcul du ralentissement de la rotation de la Terre
(Intérêt des éclipses anciennes)
Certaines éclipses de Soleil très anciennes
permettent de déterminer le ralentissement
séculaire de la Terre, c’est le cas notamment de celle survenue le 15 avril – 135.
Lors de la 175
e année de l’ère séleucide,
les astronomes de Babylone l’ont notée sur
des tablettes d’argile conservées aujourd’hui
au British Museum à Londres : « l’éclipse
débuta 24 us après le lever du Soleil et fut
totale 18 us après son début » (1 us est la
fraction 1/360 du jour c’est-à-dire 4 min,
durée pendant laquelle la Terre pivote de
1
◦ ). Cela signifie que le premier contact
eut lieu 1 heure et demie environ après le
lever du Soleil, l’éclipse totale se produisant
72 min après ce contact. L’intérêt de ces
informations précisément notées réside dans
les durées déterminées depuis l’instant du
lever du Soleil.
En calculant cette éclipse aujourd’hui avec
une échelle de temps uniforme, on trouve
que la zone de totalité est décalée de près
de 50
◦ vers l’ouest de Babylone : l’éclipse
ne serait alors que très partielle à Babylone, ce qui ne correspond évidemment pas
à l’observation notée sur les tablettes d’argile. En remontant ainsi dans le temps, on
constate qu’avec la vitesse angulaire de rotation actuelle, la Terre n’a « pas assez » tourné
sur elle-même : il faut encore pivoter le globe
terrestre de 50
◦ vers l’Ouest pour réaliser
l’éclipse totale à Babylone.
En réalité, cette vitesse diminue par suite des
frottements internes résultant des marées
luni-solaires, et en 2 000 ans, le retard
cumulé atteint environ trois heures. L’éclipse
ci-dessus, bien décrite quant aux instants,
permet de chiffrer le retard quotidien à
45 nanosecondes, c’est-à-dire qu’à cause de
ce ralentissement séculaire, chaque jour qui
passe dure 45 ns de plus que le précédent.
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