Comme la plupart des choses sur Terre évoluent très lentement, il est difficile d’imaginer qu’elles aient pu être différentes dans le passé. Mais la rotation de la Terre ralentit en raison des interactions des marées avec la Lune, ce qui signifie que les jours étaient considérablement plus courts dans le passé. Il est facile de penser qu’une journée de 22 heures ne serait pas si différente, mais ce n’est pas tout à fait vrai.
Par exemple, certains modèles ont montré que certaines durées de journée entreraient en résonance avec d’autres effets causés par la rotation de la planète, ce qui pourrait potentiellement compenser la traînée causée par les marées. Une nouvelle étude examine désormais la manière dont ces résonances pourraient affecter le climat. Les résultats suggèrent que la pluie se produirait plus souvent le matin et le soir, tout en laissant un ciel de mi-journée largement sans nuages. La Terre serait alors considérablement plus chaude.
Sur l’agneau
Nous savons tous que le Soleil réchauffe l’air pendant la journée. Et ceux d’entre nous qui se souviennent de leurs cours de chimie au lycée se rappelleront qu’un gaz réchauffé va se dilater. Il ne devrait donc pas être surprenant d’apprendre que l’atmosphère terrestre se dilate en raison du réchauffement du côté diurne et se contracte à nouveau lorsqu’elle se refroidit (ces deux phénomènes étant décalés par rapport au pic d’ensoleillement diurne). Ces différences constituent une sorte de poignée à laquelle les forces gravitationnelles du Soleil et de la Lune peuvent s’accrocher, exerçant des forces supplémentaires sur l’atmosphère. Ce réseau complexe de forces agite notre atmosphère, contribuant ainsi à façonner le climat de la planète.
Deux chercheurs, Russell Deitrick et Colin Goldblatt de l’Université de Victoria au Canada, étaient curieux de savoir ce qui arriverait à ces forces lorsque la durée du jour raccourcirait. Plus précisément, ils s’intéressaient à une période où la durée du jour entrerait en résonance avec des phénomènes appelés ondes de Lamb.
Les ondes de Lamb ne sont pas spécifiques à l’atmosphère. Elles désignent plutôt une manière particulière par laquelle une perturbation peut se propager dans un milieu, depuis les vibrations d’un solide jusqu’au son dans l’air.
Bien que diverses forces puissent créer des ondes de Lamb dans l’atmosphère, elles se propagent à des fréquences caractéristiques. L’une d’entre elles est d’environ 10,5 à 11 heures. En remontant dans le temps vers des jours plus courts, on arrive à un point où la journée terrestre dure un peu moins de 22 heures, soit deux fois la période des ondes de Lamb. À ce stade, toute perturbation de l’atmosphère liée à la durée du jour peut interagir avec les ondes de Lamb déclenchées la veille. Cette résonance pourrait potentiellement renforcer l’impact de tout phénomène atmosphérique lié à la durée du jour.
Il s’est avéré difficile de déterminer si c’est le cas. Il existe de nombreux modèles climatiques qui permettent aux chercheurs d’explorer ce qui se passe dans l’atmosphère moderne. Mais beaucoup d’entre eux ont des caractéristiques clés, comme la durée du jour et la production solaire, qui sont codées en dur. D’autres ne permettent pas de faire des choses comme réorganiser les continents de la Terre ou modifier certains composants atmosphériques.
Les chercheurs ont trouvé un modèle qui leur permettrait de modifier la durée du jour, l’intensité solaire et les concentrations de dioxyde de carbone pour les adapter à celles qui prévalaient lorsque la durée du jour sur Terre était de 22 heures (ce qui correspondait probablement à l’époque précambrienne). Mais il n’a pas été en mesure de réinitialiser les concentrations d’ozone, qui est également un gaz à effet de serre. Ils ont donc effectué des simulations sans ozone, ce qui devrait être une sous-estimation, et une autre dans laquelle ils ont augmenté les concentrations de méthane afin de reproduire l’effet de serre de l’ozone.