La plupart d’entre nous aimeraient avoir plus de 24 heures par jour pour tout faire et respirer. Et si chaque jour nous donnait plus du double de ce temps ? S’il n’y avait pas eu un phénomène qui a interrompu l’allongement des jours sur Terre il y a des milliards d’années, cela se serait probablement produit.
La Terre n’a pas toujours eu des journées de 24 heures. Il y avait moins de 10 heures dans une journée lorsque la Lune est apparue il y a environ 4,5 milliards d’années, mais elles se sont allongées à mesure que les forces de marée lunaires ont progressivement ralenti la rotation de la Terre. Mais il y a eu une longue période où les jours n’ont pas du tout augmenté. Les astrophysiciens ont maintenant découvert que, de 2 milliards à 600 millions d’années, les jours duraient environ 19,5 heures parce que plusieurs forces de marée s’annulaient et maintenaient la Terre en rotation à la même vitesse pendant plus d’un milliard d’années. Si cela ne s’était jamais produit, nos jours actuels pourraient durer plus de 65 heures.
« Le fait que la journée dure 24 heures… n’est pas une coïncidence », a déclaré l’équipe de recherche dans une étude récemment publiée dans Science Advances.
Donner un tour
Alors, comment les forces de marée du Soleil et de la Lune affectent-elles la rotation de la Terre ? Les forces de marée lunaires sont générées par l’attraction gravitationnelle de la Lune. C’est pourquoi le côté de notre planète le plus proche de la Lune et le côté le plus éloigné vont se gonfler et les océans vont connaître une marée haute (les renflements affectent la terre mais sont imperceptibles à l’œil nu). La gravité de la Lune tire sur ces renflements et ils résistent ainsi à la rotation de la Terre. Les sites de ces renflements changent à mesure que la Terre tourne, créant une friction qui ralentit également cette rotation.
Il existe deux types de marées solaires qui produisent un couple, une force de torsion qui affecte la rotation. Le premier type de couple solaire est le couple de marée solaire, et il fonctionne de la même manière que celui de la Lune, provoquant de très petits changements dans les marées océaniques, de sorte qu’il ralentit la rotation de la Terre.
Le deuxième type est le couple de marée thermique. Lorsque la lumière du soleil chauffe l’atmosphère, elle la fait se dilater, créant une autre poignée avec laquelle la gravité du Soleil peut interagir. Cette influence pousse la Terre à tourner plus vite. Bien que la gravité du Soleil soit plus puissante, notre étoile est 390 fois plus éloignée de la Terre que la Lune, de sorte que les marées lunaires génèrent deux fois plus de force. En conséquence, les jours continuent de s’allonger légèrement.
Une période de stase
Il y a deux milliards d’années, tout a changé. L’atmosphère terrestre était plus chaude. Cela a affecté les ondes thermiques créées par la lumière du soleil dans l’atmosphère, des températures plus élevées signifiant des vitesses d’onde plus élevées. La fréquence à laquelle ces ondes traversent l’atmosphère crée une résonance atmosphérique, accentuant leur effet. Pendant un milliard d’années, cette résonance et la durée du jour resteraient synchronisées, les ondes atmosphériques résonnant chaque fois que la Terre effectuait environ une demi-rotation.
Parce que la période de rotation de la Terre était presque exactement le double de celle de la période de résonance, les marées atmosphériques causées par le Soleil sont devenues plus fortes, donnant à la gravité du Soleil plus de masse avec laquelle travailler. Le résultat a été un couple qui a à peu près contré celui des marées lunaires. La Terre a fini par se déplacer ni plus lentement ni plus vite. Les jours ne s’allongeraient à nouveau qu’il y a 600 millions d’années, un milliard d’années après le début de la résonance.
L’équipe chargée de l’étude a confirmé le résultat de ses modèles informatiques en examinant les preuves géologiques des marées hautes et basses provenant de formations rocheuses extrêmement anciennes. « La longue durée et l’apparition relativement récente de cet état de résonance peuvent être responsables du fait que la journée dure actuellement 24 heures », ont également déclaré les astrophysiciens dans l’étude.
La hausse des températures due au réchauffement climatique pourrait-elle désynchroniser encore plus la résonance avec la rotation et allonger les jours ? Ça se passe en ce moment. Plus la résonance et la rotation sont désynchronisées, moins les forces de marée solaires sont capables de contrer les forces de marée lunaires qui ont lentement prolongé les jours sur Terre pendant des éons. Peut-être que nous pourrions tous utiliser quelques heures supplémentaires dans la journée, mais pas au détriment de notre planète.
Science Advances, 2023. DOI : 10.1126/sciadv.add2499 (À propos des DOI).
Elizabeth Rayne est une créature qui écrit. Son travail est apparu sur SYFY WIRE, Space.com, Live Science, Grunge, Den of Geek et Forbidden Futures. Lorsqu’elle n’écrit pas, elle change de forme, dessine ou fait du cosplay en tant que personnage dont personne n’a jamais entendu parler. Suivez-la sur Twitter @quothravenrayne.