En 2020, la Terre a tourné plus rapidement sur elle-même

Année particulière à bien des égards, 2020 a également vu la Terre battre le précédent record du jour astronomique le plus court à plus d’une vingtaine de reprises. Selon les scientifiques, notre planète n’avait jamais tourné aussi vite depuis le début des mesures satellites à la fin des années 1960.

Des variations naturelles

Si ce phénomène n’a rien de foncièrement alarmant, la rotation de la planète ayant naturellement tendance à varier sous l’effet des variations de la pression atmosphérique, des vents, des courants océaniques et du mouvement du noyau terrestre, cela s’avère plus problématique pour les horloges atomiques ultra-précises mesurant le temps universel coordonné (UTC), sur lequel nous nous basons tous.

Lorsque l’heure astronomique, définie par le temps que met la Terre à effectuer une rotation complète, s’écarte de l’UTC de plus de 0,4 seconde, celui-ci doit être ajusté. Jusqu’à présent, ces ajustements consistaient à ajouter une « seconde intercalaire » à l’année à la fin du mois de juin ou de décembre, permettant de recaler le temps atomique sur le temps astronomique. La tendance générale de la rotation de la Terre ayant ralenti depuis le début des mesures précises par satellite à la fin des années 1960, ces secondes intercalaires ont été ajoutées en moyenne tous les 18 mois selon le National Institute of Standards and Technology (NIST).

La dernière addition a eu lieu en 2016 lorsque, la veille du Nouvel An, une seconde supplémentaire a été ajoutée à 23 heures, 59 minutes et 59 secondes.

Une année record

La récente accélération de la rotation de la Terre sur son axe a poussé pour la première fois les chercheurs à évoquer la possibilité de retirer une seconde intercalaire (alors considérée comme négative) plutôt que d’en ajouter une. En effet, si la durée moyenne d’une journée est de 86 400 secondes, une journée astronomique en 2021 sera plus courte de 0,05 milliseconde en moyenne, ce qui représentera un décalage de 19 millisecondes du temps atomique sur l’année complète.

« Il est tout à fait envisageable qu’une seconde intercalaire négative soit un jour nécessaire si la vitesse de rotation de la Terre augmente encore, mais il est trop tôt pour dire si cela se produira », a expliqué le physicien Peter Whibberley du National Physics Laboratory au Royaume-Uni. « Des discussions internationales à ce sujet sont actuellement en cours. »

Comme évoqué en introduction, 2020 a été plus « rapide » que d’habitude et a vu le précédent record du jour le plus court (sur le plan astronomique) être battu à 28 reprises. Celui-ci avait été établi le 5 juillet 2005, lorsque la Terre avait effectué une rotation 1,0516 milliseconde plus rapide que la durée moyenne de référence. Intervenue le 5 juillet dernier, sa rotation la plus rapide à ce jour s’est quant à elle révélée 1,4602 milliseconde plus brève.

Les avantages et inconvénients des secondes intercalaires

Selon le NIST, les secondes intercalaires ont leurs avantages et leurs inconvénients. Utiles pour s’assurer que les observations astronomiques soient synchronisées avec l’heure terrestre, mais elles peuvent être un problème pour certaines applications d’enregistrement de données et pour les infrastructures de télécommunications.

C’est pourquoi certains membres de l’Union internationale des télécommunications ont suggéré de laisser l’écart se creuser jusqu’à ce qu’une « heure intercalaire » soit nécessaire, afin de minimiser les perturbations dans ce domaine (tandis que les astronomes effectueraient entre-temps leurs propres ajustements).

Basé à Paris et chargé de déterminer la nécessité d’ajouter ou de soustraire une seconde intercalaire, le Service international de la rotation terrestre et des systèmes de référence (IERS) n’a pour l’heure annoncé aucun changement.

Par Yann Contegat, le 11 janvier 2021