Rotation de la Terre - Définition

La difficulté à définir la rotation de la Terre

Par analogie, lorsque l'on observe un essaim d'abeilles, son mouvement de translation, par le vent par exemple, est facile à définir ; mais son mouvement de rotation, le mouvement des abeilles, l'est moins.

La Terre n'étant pas un simple solide, il faut définir précisément sa rotation globale.

Néanmoins, on connait bien le mouvement des plaques tectoniques, du moins mesure-t-on précisément le déplacement d'un point de la croute terrestre avec un GPS par exemple, ce qui permet d'établir une convention, dite de Tisserand, pour figer un modèle théorique, l'ITRS (Système International de Référence Terrestre) puis d'y caler un modèle pratique évidemment entaché d'erreur, l'ITRF (Repère de Référence Terrestre International).

Il ne reste plus, alors, qu'à tenir compte des autres facteurs intervenants dans les différentes milieux et interfaces terrestres :

• des vents (aéronomie), de la marée atmosphérique, de la marée thermique solaire.
• des courants océaniques, des marées océaniques, des interactions Océan-Atmosphère.
• de la marée terrestre ; des mouvements du manteau (le rebond post-glaciaire a déplacé énormément le pôle (nord) vers le Groenland), des mouvements de la graine du noyau et du noyau lui-même et enfin de l'interaction noyau-manteau.
• des interactions TAO (Terre-Atmosphère-Océan) : par exemple l'altitude de Brest varie beaucoup et celle de Rennes beaucoup moins

La Terre ainsi « solidifiée » par ces différentes « réductions-d'erreurs-systématiques », il ne reste plus qu'à étudier l'action des astres sur ce solide, repéré par ses angles d'Euler (voir rotation).

La polhodie

De pôle hodos (le chemin) : C'est le mouvement du vecteur rotation dans le système de référence terrestre (ITRF : international terrestrial reference frame, défini correctement (la tectonique des plaques de quelques centimètres par an oblige sur un sol aussi mouvant d'avoir une convention précise si l'on veut détecter un mouvement au millimètre près). À l'heure actuelle, ce mouvement est relevé très précisément par géodésie satellitaire et le VLBI.

L'herpolhodie

C'est le mouvement angulaire du vecteur rotation dans l'espace (plus précisément le système de référence céleste). Il est caractérisé par sa précession de période 26 000 ans, déjà détectée par Hipparque, et sa nutation. Il existe des irrégularités, car la Terre n'est pas un solide.

La Terre s'arrêtera-t-elle de tourner ?

La force de gravitation tend à synchroniser la rotation d'un satellite avec la rotation du corps autour duquel il est en orbite, jusqu'à ce que les deux corps apparaissent fixes dans le ciel vus l'un de l'autre. Or la Terre est un satellite du soleil et a elle-même un satellite (la lune), ce qui soumet la Terre à (principalement) deux influences opposées :

• en tant que membre du couple Terre-Lune, la Terre devrait tourner sur elle-même en un mois lunaire. La vitesse de rotation de la Terre étant actuellement plus rapide, il y a un ralentissement de la Terre et l'énergie de rotation ainsi récupérée est transférée en énergie potentielle de la Lune, qui se traduit par un éloignement de la Lune (qui augmente la durée du mois lunaire). Certains calculs indiqueraient une période de 50 jours.

• en tant que membre du couple Soleil-Terre, la Terre devrait tourner sur elle-même en une année (elle aurait alors par rapport au soleil une "face éclairée" et une "face cachée", comme actuellement la Lune vis-à-vis de la Terre ; voir aussi Mercure (planète)#Rotation)

Des calculs suggèrent qu'il faudra plusieurs milliards d'années pour arriver à une (première ?) synchronisation, voire plus que la durée de vie estimée du Soleil. La rotation du soleil sur lui-même, celle de la Terre autour du soleil, et celle de la lune autour de la terre seraient alors identiques.