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Réchauffement climatique et vitesse de rotation de la Terre // Global warming and Earth’s rotation speed

Les scientifiques nous informent que la Terre tourne plus vite cet été, ce qui raccourcit légèrement nos journées. Le 10 juillet a été le jour le plus court de l’année jusqu’à présent, avec 1,36 milliseconde de moins en 24 heures. D’autres jours exceptionnellement courts étaient prévus les 22 juillet et 5 août, avec respectivement 1,34 et 1,25 milliseconde de moins en 24 heures.
C’est bien connu : la durée d’une journée correspond au temps nécessaire à la planète pour effectuer une rotation complète sur son axe : 24 heures ou 86 400 secondes en moyenne. En réalité, chaque rotation est légèrement irrégulière en raison de divers facteurs, tels que l’attraction gravitationnelle de la Lune, les variations saisonnières de l’atmosphère et l’influence du noyau liquide de la Terre. En conséquence, une rotation complète prend généralement un peu moins ou un peu plus de 86 400 secondes, un écart de quelques millisecondes qui n’a pas d’effet notable sur notre vie quotidienne. Cependant, ces écarts peuvent, à long terme, affecter les ordinateurs, les satellites et les télécommunications. C’est pourquoi même les plus infimes écarts sont mesurés à l’aide d’horloges atomiques, introduites en 1955.
Outre les facteurs mentionnés ci-dessus, la fonte des glaces doit également être prise en compte pour expliquer les variations de la rotation terrestre. Les scientifiques expliquent que le réchauffement climatique y contribue, mais de manière surprenante. Si le réchauffement climatique a des impacts négatifs considérables sur la Terre, il contribue également à contrecarrer les forces qui accélèrent la rotation de la Terre. Une étude publiée en 2024 dans la revue Nature explique comment la fonte des glaces de l’Antarctique et du Groenland se propage sur les océans et ralentit de ce fait la rotation de la Terre. Un chercheur a déclaré : « Si cette glace ne fondait pas, sans le réchauffement climatique, nous serions déjà en présence d’une seconde intercalaire négative, ou nous en serions très proches. » Des chercheurs suisses indiquent que le déplacement de masse de cette glace en train de fondre modifie non seulement la vitesse de rotation de la Terre, mais aussi son axe de rotation. Si le réchauffement se poursuit, son effet pourrait devenir significatif. D’ici la fin du siècle, dans un scénario pessimiste (où les humains continueraient d’émettre davantage de gaz à effet de serre), l’effet du réchauffement climatique pourrait dépasser celui de la Lune, véritable moteur de la rotation de la Terre depuis plusieurs milliards d’années.
Source : CNN via Yahoo News.

Calotte glaciaire du Groenland 

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Scientists are informing us that Earth is spinning faster this summer, making the days marginally shorter. July 10 was the shortest day of the year so far, lasting 1.36 milliseconds less than 24 hours. More exceptionally short days are coming on July 22 and August 5, currently predicted to be 1.34 and 1.25 milliseconds shorter than 24 hours, respectively.

The length of a day is the time it takes for the planet to complete one full rotation on its axis —24 hours or 86,400 seconds on average. But in reality, each rotation is slightly irregular due to a variety of factors, such as the gravitational pull of the moon, seasonal changes in the atmosphere and the influence of Earth’s liquid core. As a result, a full rotation usually takes slightly less or slightly more than 86,400 seconds, a discrepancy of just milliseconds that doesn’t have any obvious effect on everyday life. However these discrepancies can, in the long run, affect computers, satellites and telecommunications, which is why even the smallest time deviations are tracked using atomic clocks, which were introduced in 1955.

Beside the above-mentioned factors, melting ice should also be taken into account to explain the time variations in Earth’sotation. Scientists explain that global warming is also a contributing factor, but in a surprising way. While global warming has had considerable negative impacts on Earth, when it comes to our timekeeping, it has served to counteract the forces that are speeding up Earth’s spin. A study published in 2024 in the journal Nature details how ice melting in Antarctica and Greenland is spreading over the oceans, slowing down Earth’s rotation. One researcher said : “If that ice had not melted, if we had not had global warming, then we would already be having a leap negative leap second, or we would be very close to having it.”

Swiss researchers indicate that the mass shift of this melting ice is not only causing changes in Earth’s rotation speed, but also in its rotation axis. If warming continues, its effect might become dominant. By the end of this century, in a pessimistic scenario (in which humans continue to emit more greenhouse gases) the effect of climate change could surpass the effect of the moon, which has been really driving Earth’s rotation for the past few billions of years.

Source : CNN via Yahoo News.

Remodelage de la Lune par les volcans // Reshaping of the Moon by volcanoes

Les photos prises par les différentes sondes spatiales montrent que la face visible de la Lune est marquée par d’importants bassins d’impact, tandis que sa face cachée présente des bassins beaucoup moins nombreux et plus petits, avec une croûte nettement plus épaisse. Ce déséquilibre intrigue les scientifiques depuis des décennies. Au fil des ans, les chercheurs ont proposé diverses théories pour expliquer cette asymétrie; elles allaient d’un réchauffement dû aux marées provoqué par l’orbite de la Lune autour de la Terre à une collision géante qui aurait remodelé sa structure interne. Toutefois, aucune preuve claire n’a été apportée quant à un mécanisme capable de justifier une évolution aussi inégale.

Quatre vues hémisphériques de la Lune, obtenues à partir d’images prises par la sonde Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA. En haut à gauche : la face visible. En haut à droite : l’hémisphère est. En bas à gauche : la face cachée. En bas à droite : l’hémisphère ouest. (Source : NASA/GSFC/Arizona State University)

Une équipe de scientifiques du Jet Propulsion Laboratory de la NASA a analysé les données de la mission GRAIL et identifié les premiers signes de différences de température au cœur même de la Lune. L’étude, publiée le 14 mai 2025 dans la revue Nature, montre que des éléments producteurs de chaleur dans la croûte lunaire ont maintenu une face de la Lune plus fine et plus chaude que l’autre, même après des milliards d’années.
En 2012, la mission GRAIL de la NASA a utilisé deux sondes spatiales pour cartographier la gravité lunaire avec une précision remarquable. En suivant d’infimes variations de distance entre les deux sondes lors de leur vol autour de la Lune, les chercheurs ont pu détecter de subtiles variations de son attraction gravitationnelle, des différences liées à des structures inégales en profondeur sous la surface lunaire.
En étudiant ces données, les chercheurs ont constaté une différence de 2 à 3 % dans la déformation du manteau lunaire entre ses faces visible et cachée. Des simulations informatiques de la structure lunaire révèlent que cette différence peut être attribuée à un écart de température de 100 à 200 °C entre les hémisphères visible et caché, la face visible étant plus chaude.
Ce contraste est probablement dû à une concentration plus élevée d’éléments radioactifs sur la face visible de la Lune, vestiges d’une activité volcanique datant d’il y a 3 à 4 milliards d’années. En effet, les données de la mission Lunar Prospector de la NASA ont révélé que la face visible de la Lune contient jusqu’à 10 fois plus de thorium que sa face cachée. L’abondance de thorium et d’éléments radioactifs similaires a probablement généré un excès de chaleur, ce qui a provoqué des différences de température de plusieurs centaines de degrés dans le manteau de la face visible au début de l’histoire de la Lune. Cette chaleur a pu créer de vastes poches de roche en fusion contribuant à façonner des formations volcaniques, telles que les maria ou mers lunaires que nous observons aujourd’hui. Les maria sont de vastes plaines basaltiques sombres sur la Lune, formées par la lave en s’écoulant dans d’anciens bassins d’impact. Les auteurs de l’étude pensent que les processus qui ont formé les mers lunaires il y a plusieurs milliards d’années sont toujours présents et actifs aujourd’hui. Des missions comme GRAIL, qui mesurent l’évolution du champ gravitationnel d’une planète lors du déplacement d’une sonde spatiale, permettent aux scientifiques d’obtenir à distance de précieux indices sur les caractéristiques internes des corps planétaires. Comme cette technique ne nécessite pas l’atterrissage d’une sonde spatiale, elle permet de révéler plus facilement les structures internes de planètes comme Mars, Encelade, lune de Saturne, ou Ganymède, lune de Jupiter.
Source : space.com.

À voir sur France 5, dans le cadre de Science Grand Format, un très intéressant documentaire intitulé « De l’autre côté de la Lune« . Il nous montre parfaitement la face cachée de notre voisine, mais aussi les enjeux de la conquête spatiale de la Lune et le Mars.

https://www.france.tv/france-5/science-grand-format/4725331-de-l-autre-cote-de-la-lune.html

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Photos taken by the different spacecraft show that the moon’s nearside is scarred by massive impact basins, while its farside features far fewer and smaller basins, and a significantly thicker crust. This imbalance has puzzled scientists for decades. Over the years, researchers have proposed various theories to explain this asymmetry, ranging from tidal heating caused by the moon’s orbit around Earth to a giant early collision that reshaped its internal structure. But there has been no clear evidence pointing to a mechanism capable of driving such an uneven evolution.

A team of scientists at NASA’s Jet Propulsion Laboratory analyzed data from NASA’s GRAIL mission and identified the first clear signs of temperature differences deep within the moon. The study, published on May 14th, 2025 in the journal Nature, suggests heat-producing elements lingering in the moon’s crust have kept one side of the moon thinner and warmer than the other, even after billions of years.

In 2012, NASA’s GRAIL mission used a pair of spacecraft to map the moon’s gravity with remarkable precision. By tracking tiny shifts in the distance between the two orbiters as they flew around the moon, the researchers were able to detect subtle variations in its gravitational pull, differences linked to uneven structures deep beneath the lunar surface.

Studying this data, the researchers found a 2–3% difference in how the moon’s mantle deforms between its near and far sides. Computer simulations of the moon’s structure suggest this difference can be attributed to a temperature gap of 100-200 degrees Celsius between the nearside and farside hemispheres, with the nearside being warmer.

This contrast has likely been sustained by a higher concentration of radioactive elements on the moon’s nearside, which are remnants of volcanic activity from 3 billion to 4 billion years ago. Indeed, data from NASA’s Lunar Prospector mission revealed the lunar nearside contains up to 10 times more thorium than lunar farside. The abundance of thorium and similar radioactive elements probably generated additional heat, driving temperature differences of several hundred degrees throughout the nearside mantle during the moon’s early history. This heat may have created large pockets of molten rock, helping shape volcanic features, such as the lunar maria we see today. The lunar maria are large, dark, basaltic plains on Earth’s Moon, formed by lava flowing into ancient impact basins. The authors of the study think that the processes which formed the lunar maria several billion years ago are still present and active today.

Missions like GRAIL that measure how a planet’s gravity field changes as a spacecraft orbits allow scientists to gain valuable clues about the internal characteristics of planetary bodies from afar. Because this technique does not require a spacecraft to land on the surface, it can more easily reveal interior structures of worlds like Mars, Saturn’s moon Enceladus, or Jupiter’s moon Ganymede.

Source : space.com.

Des volcans actifs sur la Lune au temps des dinosaures ! // Active volcanoes on the Moon when dinosaurs roamed Earth !

Une nouvelle étude intitulée « Des échantillons indiquent un volcanisme sur la Lune il y a 120 millions d’années », publiée le 5 septembre 2024 dans la revue Science, nous informe que la Lune avait des volcans actifs il y a à peine 120 millions d’années, époque où les dinosaures étaient encore présents sur Terre. L’étude s’appuie sur de minuscules billes de verre, pas plus grosses qu’une tête d’épingle, récoltées à la surface de la Lune, et qui montrent qu’un volcanisme actif était présent jusqu’à relativement récemment. Les billes de verre ont été prélevées par Chang’e 5, une mission chinoise qui a rapporté des échantillons de Lune en 2020. Ce sont les premières roches lunaires ramenées sur Terre depuis celles collectées par les astronautes des missions Apollo de la NASA et par les vaisseaux spatiaux de l’Union soviétique dans les années 1970. En juin 2024, la Chine a récolté des échantillons sur la face cachée de la Lune.
Les chercheurs ont examiné plus de 3 000 minuscules billes de verre présentes dans l’échantillon lunaire, et se sont attardés sur leur composition chimique et leur texture physique. Des perles de verre peuvent se former sur la Lune lorsque des gouttelettes de lave refroidissent après une éruption volcanique ou lors de l’impact d’une météorite. Les scientifiques ont découvert que trois de ces billes de verre provenaient de toute évidence d’un volcan. La datation a montré qu’elles avaient environ 123 millions d’années. Il s’agit de l’activité volcanique la plus récente confirmée sur la Lune jusqu’à présent. Une analyse antérieure des échantillons de roche de la mission Chang’e 5 avait indiqué que les volcans s’étaient éteints il y a 2 milliards d’années. Les estimations précédentes remontaient à 4 milliards d’années. Des images du Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA en 2014 avaient, elles aussi, révélé une activité volcanique plus récente.
Les billes de verre contiennent une grande quantité d’éléments connus sous le nom de KREEP*, qui peuvent produire un effet de réchauffement. Les scientifiques pensent que cet effet de réchauffement aurait pu faire fondre les roches du manteau lunaire, avant qu’elles remontent à la surface.
Les matériaux lunaires rapportés par les missions américaines et soviétiques avaient déjà laissé supposer qu’il y avait eu une activité volcanique sur la Lune jusqu’à il y a environ trois milliards d’années. Mais la nouvelle étude montre qu’une telle activité s’est produite également beaucoup plus récemment. Elle révèle aussi que des petits corps célestes comme la Lune peuvent rester actifs jusqu’à un stade très avancé de leur développement. L’étude pourrait permettre de comprendre combien de temps les petites planètes et les lunes – y compris la nôtre – peuvent rester volcaniquement actives. Elle pourrait également aider les scientifiques à mieux comprendre les mécanismes de développement de l’intérieur profond de la Lune.
Source : Presse scientifique.

*KREEP : acronyme construit à partir des lettres K (le symbole atomique pour le potassium), REE (Rare Earth Element – Terres rares) et P (pour le phosphore). C’est une composante géochimique de certaines brèches d’impact lunaires et roches basaltiques. Sa caractéristique la plus importante est une concentration accrue en éléments dits « incompatibles » (qui se concentrent en phase liquide pendant la cristallisation du magma) et d’autres produisant de la chaleur comme l’uranium, le thorium et le potassium. (Source : Wikipedia)

Quand la lune s’éclipse… (Photo: C. Grandpey)

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A new research entitled ‘Returned samples indicate volcanism on the Moon 120 million years ago’, published on Seprember 5th, 2024 in the journal Science informs us that the Moon had active volcanoes as recently as 120 million years ago, when dinosaurs still roamed Earth. The research was based on tiny glass beads found on the lunar surface, which suggest that active volcanism was present on the Moon until relatively recently. The beads were found by Chang’e 5, a Chinese mission that brought back piece of the Moon in 2020. The Chang’e 5 samples were the first moon rocks brought to Earth since those collected by NASA’s Apollo astronauts and by Soviet Union spacecraft in the 1970s. In June 2024, China returned samples from the far side of the moon.

Researchers looked through those more than 3,000 tiny glass beads, smaller than a pinhead, that were present in that lunar sample, examining their chemical make-up and physical texture. Glass beads can form on the moon when molten droplets cool after a volcanic eruption or meteorite impact. The scientists found that three of them were seemingly from a volcano. Dating showed that they were around 123 million years old. That is the youngest volcanic activity to be confirmed on the Moon so far. An earlier analysis of the rock samples from the Chang’e 5 mission had suggested volcanoes petered out 2 billion years ago. Previous estimates stretched back to 4 billion years ago. Images from NASA’s Lunar Reconnaissance Orbiter in 2014 had also suggested more recent volcanic activity.

The beads had a high amount of elements known as KREEP*, which can produce a heating effect. Scientists suggested that heating could have melted rocks in the Moon’s mantle, which in turn would have spewed out onto the surface.

Lunar material that was brought back by the US and Soviet missions to the Moon had already suggested that there was volcanic activity on the Moon until around three billion years ago. But the new study suggests that activity was also happening much more recently. It suggests that small bodies such as the Moon could stay active until a very late stage in their development. It may help understand how long small planets and moons — including our own — can stay volcanically active. It also helps scientists better understand the models of how the deep interior of the Moon may have developed.

Source : Scientific news media.

*KREEP : an acronym built from the letters K (the atomic symbol for potassium), REE (rare-earth elements) and P (for phosphorus). It is a geochemical component of some lunar impact breccia and basaltic rocks. Its most significant feature is somewhat enhanced concentration of a majority of so-called « incompatible » elements (those that are concentrated in the liquid phase during magma crystallization) and heat-producing elements, namely radioactive uranium, thorium, and potassium. (Source : Wikipedia)

Le réchauffement climatique allonge les jours // Global warming is making days longer

Dans une note publiée le 14 mai 2024, j’écrivais que la rotation de la Terre semble ralentir. Cela est dû à l’intensification de la fonte des glaces au Groenland et en Antarctique, qui diminue la vitesse angulaire de la Terre. En effet, l’eau des pôles est redistribuée dans les océans,ce qui modifie le moment d’inertie de notre planète.

Une nouvelle étude publiée le 16 juillet 2024 dans les Actes de la National Academy of Sciences confirme cette situation, ajoutant que « l’impact du réchauffement climatique d’origine humaine est si important qu’il perturbe la notion de temps.» La fonte des glaces polaires causée par la hausse des températures modifie la vitesse de rotation de la Terre et augmente la durée de chaque journée, une tendance qui devrait s’accélérer au cours de ce siècle car le réchauffement de la planète ne ralentit pas. Le changement est minime – quelques millisecondes par jour – mais dans notre monde de haute technologie et hyperconnecté, cela a un impact important sur les systèmes informatiques sur lesquels nous nous appuyons, y compris le GPS.
Le nombre d’heures, de minutes et de secondes que compte chaque journée sur Terre est dicté par la vitesse de rotation de notre planète, qui est influencée par un ensemble complexe de facteurs. Il s’agit notamment des processus dans le noyau fluide de la Terre, de l’impact de la fonte d’immenses glaciers après la dernière période glaciaire, ainsi que de la fonte des glaces polaires due au réchauffement climatique.
Depuis des millénaires, la Lune joue un rôle majeur, augmentant la durée d’une journée de quelques millisecondes par siècle. En effet, la Lune exerce une attraction sur la Terre, ce qui provoque le gonflement des océans et ralentit progressivement la rotation de la Terre.
Les scientifiques ont déjà établi des liens entre la fonte des glaces polaires et des journées plus longues, mais la nouvelle étude montre que le réchauffement climatique a une plus grande influence sur le temps que l’ont montré des études récentes. Tout se passe comme suit : à mesure que nous réchauffons la planète, les glaciers et les calottes glaciaires fondent et l’eau de fonte s’écoule des pôles vers l’équateur. Cela modifie la forme de la planète, l’aplatissant aux pôles et la rendant plus bombée en son milieu, ce qui ralentit sa rotation. Le processus est souvent comparé à un patineur sur glace. Lorsqu’il ramène ses bras vers son corps, il tourne plus vite. Mais s’il les écarte, sa rotation ralentit.
L’équipe qui a réalisé la dernière étude, composée de scientifiques internationaux, a pris en compte une période de 200 ans, entre 1900 et 2100. Les chercheurs ont utilisé des données d’observation et des modèles climatiques pour comprendre comment le réchauffement climatique a affecté la durée des journées dans le passé et comment cela a pu se prolonger par la suite. Ils ont constaté que l’impact du réchauffement climatique sur la durée de la journée a considérablement augmenté.
L’élévation du niveau de la mer a fait varier la durée d’une journée entre 0,3 et 1 milliseconde au 20ème siècle. Au cours des deux dernières décennies, l’augmentation de la durée de la journée est passée à 1,33 millisecondes par siècle, « une hausse nettement plus significative qu’à n’importe quel moment du 20ème siècle ».
Si le réchauffement des océans et l’accélération de la fonte des glaces au Groenland et en Antarctique se poursuivent, cette augmentation de la durée de la journée va s’accélérer. Si le monde ne parvient pas à maîtriser les émissions de gaz à effet de serre, le réchauffement climatique pourrait augmenter la durée d’une journée de 2,62 millisecondes d’ici la fin du siècle, dépassant ainsi l’ impact naturel de la Lune.
Quelques millisecondes supplémentaires par jour sont imperceptibles pour les humains, mais cela a un impact sur la technologie. Des mesures précises du temps sont essentielles pour le GPS, ainsi que pour d’autres systèmes de communication et de navigation. Ils utilisent un temps atomique très précis, basé sur la fréquence de certains atomes.
Source  : CNN via Yahoo Actualités.

La fonte des glaces polaires a un impact significatif sur la vitesse de rotation de la Terre (Photo : C. Grandpey)

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In a post published on May 14th, 2024, I indicated that Earth’s rotation appears to be slowing down. This is due to the increased melting of ice in Greenland and Antarctica which is decreasing the Earth’s angular velocity. This is because water from the poles is being redistributed throughout the oceans, thereby changing our planet’s moment of inertia.

A new research published on July 16th, 2024 in the Proceedings of the National Academy of Sciences confirms this situation, adding that « the impacts of human-caused global warming are so overwhelming they are actually messing with time. » Polar ice melt caused by global warming is changing the speed of Earth’s rotation and increasing the length of each day, in a trend set to accelerate over this century as humans continue to warm our planet. The changes are small — a matter of milliseconds a day — but in our high-tech, hyperconnected world have an important impact on computing systems we have come to rely on, including GPS.

The number of hours, minutes and seconds making up each day on Earth are dictated by the speed of the Earth’s rotation, which is influenced by a complex knot of factors. These include processes in the planet’s fluid core, the ongoing impact of the melting of huge glaciers after the last ice age, as well as melting polar ice due to global warming.

For millennia, the impact of the moon has dominated, increasing the length of a day by a few milliseconds per century. The moon exerts a pull on Earth causing the oceans to bulge towards it, gradually slowing Earth’s rotation.

Scientists have previously made connections between polar ice melt and longer days, but the new research suggests global warming is a bigger influence on time than recent studies have shown. It works like this: As humans warm the world, glaciers and ice sheets are melting, and that meltwater is flowing from the poles toward the equator. This changes the planet’s shape, flattening it at the poles and making it bulge more in the middle, slowing its rotation. The process is often compared to a spinning ice skater. When the skater pulls their arms in towards their body, they spin faster. But if they move their arms outwards, away from their body, their spin slows.

The team of international scientists who made the study looked at a 200-year period, between 1900 and 2100, using observational data and climate models to understand how global warming has affected day length in the past and to project its role in future. They found the impact of global warming on day length has increased significantly.

Sea level rise caused the length of a day to vary between 0.3 and 1 milliseconds in the 20th century. Over the past two decades, however, the scientists calculated an increase in day length of 1.33 milliseconds per century, “significantly higher than at any time in the 20th century.”

If the warming of the oceans and the acceleration of ice loss in Greenland and Antarctica continue, the rate of change is set to soar. If the world is unable to rein in emissions, global warming could increase the length of a day by 2.62 milliseconds by the end of the century, overtaking the natural impacts of the moon.

A few milliseconds of additional time a day may be imperceptible to humans but it has an impact on technology. Precise timekeeping is vital for GPS, as well as other communication and navigation systems. These use highly precise atomic time, based on the frequency of certain atoms.

Source : CNN via Yahoo News.