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Longue journée?



Qu'il s'agisse des planètes, des étoiles ou des galaxies, les marées peuvent jouer un rôle important dans la manière dont les objets de grandes dimensions interagissent les uns avec les autres dans l'espace.

Comment les marées ralentissent-elles la Terre? C'est une question de friction. La force gravitationnelle exercée par la Lune sur la Terre produit une distorsion de la forme sphérique de notre planète, transformant celle-ci en un corps ayant la forme d'un ballon de football. Les océans subissent aussi ce phénomène de renflement or, puisque la Terre tourne sur elle-même, les renflements océaniques se déplacent afin de rester alignés par rapport à la Lune. C'est ce qui cause la friction entre l'eau des océans et la terre ferme, et qui agit comme un frein à la rotation terrestre. Cet effet est très léger, de l'ordre de quelques millisecondes par siècle, mais il est cumulatif. De temps en temps, les scientifiques sont obligés d'ajouter une seconde de rattrapage aux horloges officielles du monde pour tenir compte du ralentissement de la rotation. La plus récente correction a eu lieu le 31 décembre 2008.

Simultanément, la Lune subi une faible poussée provenant des renflements océaniques des marées terrestres. Ce transfert d'énergie à la Lune la propulse sur une orbite plus éloignée autour de la Terre. Des mesures effectuées à l'aide de lasers réfléchissant sur la Lune confirment que la distance moyenne Terre-Lune s'accroît de près de 4 cm chaque année.

L'astronome Edmund Halley (rendu célèbre par la comète du même nom) a été le premier à se rendre compte que quelque chose d'étrange se passait au sujet de l'orbite lunaire. Il tentait d'expliquer pourquoi des astronomes de l'Antiquité avaient rapporté des éclipses solaires survenues il y a des millénaires en des endroits où ces éclipses n'auraient jamais dû être observées. Ce n'est que plus tard qu'on a compris que le ralentissement de la rotation de la Terre pouvait résoudre cette contradiction.

Des roches sédimentaires marquées par le rythme des marées (et connues en anglais sous l'appellation "tidal rhythmites") apportent une preuve plus ancienne de l'influence de la Lune sur la longueur du jour. Le limon qui se dépose dans l'eau est à l'origine des couches dans ces roches. Ces couches constituent un registre du cycle des marées au fil des jours, des mois et des saisons. Elles révèlent qu'il y a environ 620 millions d'années, une journée terrestre durait un peu moins de 22 heures et que l'année comptait alors environ 400 jours!

Il existe ailleurs dans notre système solaire des cas plus extrêmes de manifestations de la puissance des marées. Parmi les exemples les plus spectaculaires, il y a celui d'Io, une lune de Jupiter. Io est prisonnière d'un tiraillement gravitationnel entre Jupiter et quelques-unes de ses autres lunes. Bien qu'elle ne possède aucun océan, l'intérieur d'Io subi des renflements, comme des muscles qui se gonflent, sous l'effet de la poussée de ses voisins dans des directions différentes. Il en résulte une production suffisante de chaleur à l'intérieur d'Io pour transformer cette lune en un monde où l'activité volcanique est la plus importante du système solaire.

À une échelle plus considérable encore, comme dans le cas de deux galaxies qui entrent en collision, les marées expliquent ce qui se produit. Les galaxies sont constituées de milliards d'étoiles tellement distantes les unes des autres que deux galaxies peuvent se traverser l'une l'autre de telle manière que les collisions entre les étoiles y soient très rares, sinon inexistantes. Cependant chaque galaxie exerce sur l'autre des marées puissantes qui les déforment et créent des queues spectaculaires. Les astronomes ont établi que notre galaxie, la Voie Lactée, connaîtra précisément ce genre de collision avec sa voisine, la grande galaxie d'Andromède, dans quelques milliards d'années.

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Olivier Hernandez