Contexte géophysique
La Terre possède un noyau interne solide entouré d’un noyau externe liquide, lui-même enfermé dans le manteau visqueux. Les mesures sismiques montrent que le noyau interne tourne légèrement plus vite que le manteau, un phénomène appelé super‑rotation. Cette différence de vitesse crée un champ de forces gravitationnelles qui agit en permanence sur les deux masses.
Mécanisme de couplage gravitationnel
Le couplage gravitationnel résulte de l’interaction entre les irrégularités de forme du noyau interne (déformations ellipsoïdales) et les variations de densité du manteau. Lorsque le noyau interne avance, son champ gravitationnel exerce un couple de rappel sur le manteau, ralentissant légèrement la rotation de la croûte. Inversement, le manteau transmet un couple opposé qui tend à freiner la super‑rotation du noyau. Ce processus d’échange d’impulsion angulaire se produit sur des échelles de temps de plusieurs décennies à plusieurs siècles.
Conséquences sur la durée du jour
Les observations de stations de référence temporelle (atomiques) indiquent que la durée du jour s’allonge d’environ 1,7 ms par siècle, principalement à cause des marées océaniques. Le nouveau modèle proposé par les géophysiciens ajoute une contribution supplémentaire, de l’ordre de quelques microsecondes, attribuée au couplage gravitationnel interne. Cette variation, bien que minime, est détectable grâce aux mesures de la rotation terrestre (VLBI, GPS) qui offrent une précision de l’ordre du nanoseconde.
Limites et incertitudes
Le principal défi réside dans la modélisation précise de la forme du noyau interne. Les données sismiques offrent une résolution limitée, ce qui rend difficile d’estimer exactement le degré d’anisotropie et les variations de densité. De plus, les effets de convection dans le noyau externe, qui modifient la dynamique du champ magnétique, peuvent perturber le transfert d’impulsion. Les chercheurs soulignent donc que la contribution gravitationnelle au ralentissement du jour reste une composante secondaire, sujette à révision dès que de nouvelles observations sismiques seront disponibles.
