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Position du centre de la Terre : une clé pour la science

ActualitéClassé sous :géologie , météorologie , océanographie

A quoi peut bien servir de déterminer la position exacte du centre de la Terre à quelques millimètres près ? « A beaucoup de choses » vient de répondre Donald Argus dans un article du prestigieux Geophysical Journal International. Selon ce chercheur, en poste au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, une détermination précise du centre de masse de la Terre solide permet d'obtenir des renseignements précieux sur les tremblements de Terre, les volcans et surtout de mieux comprendre les relations entre la montée du niveau des océans et la fonte des calottes glaciaires.

La montée du niveau des océans d'après Jason et Topex-Poseïdon (Crédit : NASA).

Quand on y songe, la performance est en soit impressionnante. En utilisant des données fournies par le réseau GPS, celles du réseau de satellite Français DORIS (Doppler Orbit and Radiopositioning Integrated by Satellite), de LAGEOS (Laser Geodynamics Satellites) et même de plusieurs radiotélescopes mesurant par interférométrie la position de la Terre par rapport à des quasars aux frontières de l'Univers, Argus a non seulement pu définir un excellent référentiel inertiel mais surtout il a pu mesurer la position du centre de la Terre solide avec une précision de l'ordre d'un millimètre par an !

Le centre de masse de la Terre solide n'est pas le centre de masse totale de la Terre, car celui-ci doit faire intervenir les répartitions de masses dans l'atmosphère, les océans et même les continents. La position du centre de masse totale montre des modifications extrêmement faibles mais significatives car elle découle des modifications des océans, de l'atmosphère et des mouvements aussi bien horizontaux que verticaux des plaques tectoniques. Depuis la dernière glaciation, la fonte des calottes polaires provoque en effet une remontée des masses continentales que l'on appelle le rebond isostatique. Le cas du Groenland est particulièrement bien connu et étudié d'ailleurs.

On comprend donc que l'écart entre la position beaucoup plus stable du centre de masse de la Terre solide et celle, plus fluctuante, de la totalité des masses terrestres, puisse permettre de déterminer de façon beaucoup plus précise la part de la montée des eaux qui est due au rebond isostatique et celle qui est due à la fonte des calottes actuelles en raison du réchauffement planétaire. Les mesures semblent indiquer une accélération de la montée des eaux avec 3 millimètres par an environ, mais celles-ci sont incertaines même en utilisant le satellite franco-américain Jason.

Le nouveau référentiel fourni par Donald Argus devrait donc permettre de lever certaines ambiguïtés en liaison avec le changement climatique et de mesurer plus précisément le mouvement des plaques tectoniques. Cela pourrait se révéler fort important pour prédire de futurs séismes au niveau de failles comme celles de San Andréas par exemple. Toujours par l'intermédiaire des mesures du rebond isostatique les géophysiciens pourraient avoir accès à une meilleure estimation de la viscosité du manteau, ce qui est un paramètre clé pour comprendre les processus à l'intérieur de la Terre comme les courants de convections à l'origine du mouvement des plaques et de l'activité volcanique de notre planète. Enfin, comme toujours, l'amélioration générale des mesures pourrait bien faire apparaître de nouveaux phénomènes, en rapport avec la géodynamique, insoupçonnés jusqu'à présent.

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