Comment la fonte des glaces ralentit la rotation de la Terre et déforme le temps

L'effet patineuse à l'échelle planétaire

La Terre n'est pas un chronomètre parfait. La rotation de notre planète ralentit progressivement depuis des milliards d'années, principalement en raison de l'attraction gravitationnelle de la Lune. Mais une nouvelle force est entrée en jeu : la fonte des calottes glaciaires. À mesure que la glace polaire disparaît dans les océans, elle redistribue des milliards de tonnes de masse des pôles vers l'équateur, forçant la planète à tourner plus lentement, un peu comme une patineuse artistique qui étend ses bras en plein mouvement.

La physique est simple. La loi de conservation du moment cinétique stipule que lorsque la masse d'un objet en rotation s'éloigne de son axe, la rotation ralentit. Lorsque l'eau de fonte du Groenland et de l'Antarctique se déverse dans les océans du monde, elle augmente le renflement équatorial, accroît le moment d'inertie de la planète et freine la rotation de la Terre.

Des millisecondes qui comptent

Les chiffres semblent insignifiants. Depuis 2000, les jours se sont allongés d'environ 1,33 milliseconde par siècle, un rythme inégalé au cours des 3,6 millions d'années écoulées, selon une étude de l'Université de Vienne et de l'ETH Zurich. Si les émissions de gaz à effet de serre restent élevées, ce chiffre pourrait doubler pour atteindre 2,62 millisecondes par siècle d'ici 2100.

Les chercheurs ont reconstitué les taux de rotation passés à l'aide de foraminifères benthiques, de minuscules fossiles d'organismes marins unicellulaires dont la chimie enregistre les conditions océaniques anciennes. Les données montrent que le taux de changement actuel dépasse de loin tout ce qui s'est produit au cours de millions d'années d'histoire géologique.

Pourquoi le GPS et les ordinateurs s'en soucient

Une milliseconde peut sembler insignifiante, mais la civilisation moderne repose sur un chronométrage précis. Les satellites GPS, les bourses, les réseaux électriques et les réseaux de télécommunications dépendent tous d'une synchronisation précise au milliardième de seconde près. Même de faibles décalages entre le temps atomique (TAI) et le temps solaire observé (UT1) doivent être corrigés.

Cette correction prend la forme de secondes intercalaires, des ajustements d'une seconde ajoutés au temps universel coordonné (UTC). Depuis 1972, 27 secondes intercalaires ont été insérées, toutes positives. Mais une tendance concurrente, une légère accélération de la rotation du noyau terrestre, a récemment soulevé la perspective de la toute première seconde intercalaire négative, qui aurait nécessité de soustraire une seconde aux horloges mondiales.

C'est là que la fonte des glaces crée une ironie. Selon une étude publiée dans Nature, la fonte des glaces polaires a suffisamment ralenti la rotation de la Terre pour retarder cette seconde intercalaire négative sans précédent d'environ trois ans, la repoussant de 2026 à environ 2029. En effet, le changement climatique donne aux réseaux informatiques mondiaux un délai supplémentaire pour se préparer à un ajustement que, comme le note le Jet Propulsion Laboratory de la NASA, la plupart des systèmes n'ont jamais été conçus pour gérer.

Un problème que personne n'a résolu

Soustraire une seconde intercalaire pose un défi que certains experts comparent au bug de l'an 2000. Bien que les logiciels aient été corrigés pendant des décennies pour ajouter une seconde à minuit UTC, pratiquement aucun réseau ou service web majeur n'a été testé pour en supprimer une. Passer de 23:59:59 en arrière signifierait que les systèmes en temps réel doivent sauter un battement, un scénario propice aux problèmes dans l'aviation, la finance et l'informatique en nuage.

La communauté scientifique au sens large a fait pression pour supprimer complètement les secondes intercalaires. En 2022, la Conférence générale des poids et mesures a voté pour supprimer les secondes intercalaires d'ici 2035, permettant au temps atomique et au temps solaire de s'écarter dans une tolérance plus large. D'ici là, les ingénieurs sont confrontés à la réalité inconfortable que la rotation de la Terre n'est plus une horloge fiable.

La vue d'ensemble

Le ralentissement de la rotation de la Terre n'est pas, en soi, une catastrophe. Les jours ne s'allongeront pas de manière perceptible au cours d'une vie humaine. Mais cela illustre de manière frappante à quel point l'activité humaine remodèle la planète, non seulement son atmosphère et ses océans, mais aussi son mouvement fondamental dans l'espace. Lorsque suffisamment de glace fond pour modifier de manière mesurable la vitesse à laquelle tourne un rocher de 6 sextillions de tonnes, l'ampleur du changement est difficile à ignorer.