Le réchauffement climatique modifie également la rotation de la Terre (et allonge la durée de nos journées)
Selon une étude basée sur 190 simulations climatiques, la hausse des températures modifie les vents et pourrait encore allonger les jours.
Le réchauffement climatique modifie même la vitesse à laquelle la Terre tourne. Pour chaque degré d’augmentation de la température moyenne de la planète, nos journées pourraient s’allonger d’environ un dixième de milliseconde. Une différence que personne ne remarquera en regardant l'horloge, bien sûr, mais qui montre à quel point le changement climatique peut affecter même des phénomènes apparemment éloignés du climat, comme la rotation de la Terre.
C'est ce qu'indique une étude publiée dans npj Science du climat et de l'atmosphèredans lequel un groupe international de chercheurs a analysé comment l'augmentation des températures peut modifier la circulation atmosphérique au point de ralentir légèrement le mouvement de la planète. Le mécanisme concerne principalement les vents : alors que l’atmosphère gagne en vitesse de rotation, la Terre tend à perdre une très petite partie de la sienne.
Comment les vents ralentissent-ils la rotation de la Terre ?
Nous avons l’habitude de considérer l’atmosphère comme quelque chose qui enveloppe la Terre, presque comme s’il s’agissait d’une couche distincte. Pourtant, les énormes masses d’air qui se déplacent autour de la planète participent également à sa rotation. Lorsqu’ils changent de vitesse ou de direction, ils peuvent modifier ce qu’on appelle le moment cinétique, une quantité physique liée au mouvement de rotation.
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La Terre et l’atmosphère échangent continuellement ce moment. Si l'atmosphère en gagne, la rotation de la partie solide de la planète doit compenser en ralentissant légèrement. C’est un phénomène connu depuis quelques temps, également observé lors d’événements climatiques naturels comme El Niño.
Les chercheurs ont tenté de comprendre ce qui peut arriver lorsque le réchauffement climatique modifie ces mouvements. Pour ce faire, ils ont utilisé trois modèles climatiques et 190 simulations globales, en considérant un scénario dans lequel les émissions de gaz à effet de serre resteraient élevées jusqu'à la fin du siècle.
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Les simulations indiquent que l'augmentation des températures modifie certains des principaux courants atmosphériques. Parmi celles-ci se trouve la cellule Hadley, le grand système de circulation d’air qui affecte les régions tropicales et contribue à distribuer la chaleur vers les latitudes plus élevées.
Avec le réchauffement climatique, cette circulation a tendance à s'élargir vers les pôles. Dans le même temps, les alizés tropicaux s'affaiblissent et certains courants particulièrement forts circulant à haute altitude, appelés jet streams, se renforcent ou se déplacent. Pris ensemble, ces changements augmentent le moment cinétique de l’atmosphère. La répartition de la pression y contribue également, quoique dans une moindre mesure. Bref, l'air modifie son mouvement autour de la planète et la rotation de la Terre s'en trouve affectée.
Les jours pourraient s'allonger de 0,1 milliseconde pour chaque degré
Les chiffres sont minuscules. Selon les trois modèles analysés, chaque degré Celsius de réchauffement climatique correspondrait à une augmentation de la durée du jour comprise entre 0,09 et 0,11 milliseconde, en considérant uniquement la contribution des changements atmosphériques. Pour référence, une milliseconde équivaut à un millième de seconde. On parle donc d’une variation impossible à remarquer dans la vie quotidienne, même si elle peut être mesurée avec des instruments scientifiques extrêmement précis.
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Le phénomène pourrait devenir plus reconnaissable au cours de la seconde moitié du siècle. Dans deux des trois modèles, le signal attribuable au réchauffement climatique dépasse la variabilité naturelle en 2057 et 2080 respectivement. Dans le troisième, cependant, ce seuil n'est pas atteint d'ici 2100. Les projections dépendent également du scénario climatique utilisé, caractérisé par des émissions élevées. Avec une évolution différente des émissions, l’ampleur du ralentissement pourrait également changer.
Ensuite, il y a un autre fait intéressant. Entre 2050 et 2099, l’effet des changements atmosphériques sur la durée du jour pourrait atteindre une ampleur équivalente à 10 à 18 % du ralentissement séculaire dû au frottement des marées lunaires. Cela ne signifie pas que les jours vont s'allonger de 10 ou 18 %, mais le pourcentage permet de comparer deux contributions à la variation de la rotation de la Terre, toutes deux très faibles.
La fonte des glaces ralentit également la planète
Le lien entre le réchauffement climatique et la rotation de la Terre avait déjà été identifié à travers un autre phénomène : la fonte des glaces. Une étude publiée dans PNAS avait montré que la perte de glace des calottes polaires et des glaciers continentaux contribue à redistribuer d'énormes quantités d'eau à la surface de la Terre.
À mesure qu’une partie de cette masse se déplace des régions polaires vers des latitudes plus basses, le moment d’inertie de la planète change également. Pour comprendre le mécanisme, il suffit de penser à un patineur qui tourne sur lui-même : lorsqu'il garde ses bras près de son corps il tourne plus vite, lorsqu'il les écarte il ralentit. La Terre répond à un principe physique similaire.
La nouvelle étude ajoute à ce processus l'effet de la circulation atmosphérique, qui selon les simulations pourrait avoir une influence comparable à celle de la fonte de grandes masses de glace. Bien entendu, la vitesse de rotation de la Terre dépend également d'autres phénomènes, notamment des interactions entre le noyau et le manteau, qui continueront à jouer un rôle prédominant dans les variations des prochaines décennies.
La durée du jour continuera donc à fluctuer pour plusieurs raisons. Cependant, les chercheurs ont identifié une autre contribution liée aux activités humaines, qui pourrait devenir plus évidente avec la hausse des températures. Pour nous, les 24 heures habituelles continueront, n'en déplaise à ceux qui prétendent ne jamais avoir assez de temps. Toutefois, pour mesurer les effets du réchauffement climatique sur la rotation de la Terre, il faudra également examiner les décimales d'une milliseconde.
