Un jour terrestre ne dure pas toujours exactement 24 heures. Une étude publiée le 23 septembre 2026 dans Nature apporte une nouvelle explication aux variations de quelques millisecondes observées sur plusieurs décennies : elles seraient principalement liées à un couple gravitationnel exercé par le noyau interne sur le manteau.
Ces écarts sont imperceptibles dans la vie quotidienne, mais mesurables avec les techniques modernes de géodésie. En France, le service de la rotation de la Terre du SYRTE à l’Observatoire de Paris détermine quotidiennement les paramètres de rotation terrestre et contribue au service international IERS.
- La rotation terrestre varie de quelques millisecondes sur plusieurs décennies, phénomène désormais expliqué.
- Le noyau interne exerce un couple gravitationnel sur le manteau, modifiant la vitesse de rotation.
- Ces variations infimes sont mesurables par la géodésie moderne mais imperceptibles dans la vie quotidienne.
Pourquoi 24 heures ne correspondent pas toujours exactement à la rotation de la Terre
Les 24 heures, soit 86 400 secondes, constituent une durée de référence. La rotation réelle de notre planète fluctue sous l’effet de plusieurs phénomènes. L’IERS définit la longueur du jour, ou LOD, comme l’écart entre la durée du jour déterminée à partir de la rotation terrestre et 86 400 secondes du Système international.
À différentes échelles de temps, l’atmosphère, les océans, les marées et les interactions avec la Lune interviennent notamment dans ces variations. La nouvelle étude s’intéresse à un autre phénomène : les fluctuations de plusieurs millisecondes qui apparaissent sur des périodes de plusieurs décennies.
Le noyau interne solide n'est pas parfaitement sphérique. Lorsque sa rotation évolue par rapport au reste de la planète, il peut exercer un couple gravitationnel sur les répartitions irrégulières de masse du manteau.
Une interaction gravitationnelle entre le noyau interne et le manteau
Les chercheurs Huifeng Zhang et Mathieu Dumberry, de l’Université de l’Alberta, ont étudié les variations multidécennales entre 1964 et 2019. Leur travail, publié en accès libre dans Nature, combine notamment des reconstructions de la rotation différentielle du noyau interne et des modèles d’écoulement du noyau obtenus à partir des variations du champ magnétique terrestre.
Le mécanisme proposé repose sur le fait que le noyau interne solide n’est pas parfaitement sphérique. Lorsque sa rotation évolue par rapport au reste de la planète, il peut exercer un couple gravitationnel sur les répartitions irrégulières de masse du manteau. Celui-ci modifie très légèrement sa vitesse de rotation et, par conséquent, la durée du jour.
Les auteurs concluent que ce couple gravitationnel explique principalement les variations multidécennales étudiées. Les interactions électromagnétiques et topographiques à la limite entre le noyau et le manteau agiraient plutôt en sens contraire et freineraient ce mécanisme. Cette interprétation reste liée à la précision des modèles de rotation du noyau interne et des mouvements du noyau liquide utilisés dans l’étude.
Des variations réelles, mais sans conséquence perceptible au quotidien
Il ne s’agit donc pas d’un changement soudain de la durée des journées. Les écarts concernés se comptent en quelques millisecondes et évoluent sur des décennies. Ils sont cependant suffisamment importants pour être détectés par les réseaux scientifiques chargés de suivre avec une très grande précision l’orientation et la rotation de la Terre.
L’Observatoire de Paris indique que la série internationale de référence C04, élaborée dans le cadre de l’IERS, fournit notamment les variations de la durée du jour depuis 1962. Ces mesures reposent sur la combinaison de plusieurs techniques de géodésie spatiale.
Ce que cette étude révèle surtout sur l’intérieur de la Terre
L’intérêt du résultat dépasse la mesure du temps. En reproduisant les variations observées de la durée du jour, les chercheurs obtiennent de nouvelles contraintes sur les propriétés physiques des régions les plus profondes de la planète. Leurs résultats suggèrent notamment que le noyau interne peut se déformer visqueusement sur une échelle de seulement quelques années.
Pour le grand public, rien ne change dans la manière de compter les heures : la journée civile reste organisée sur une référence de 24 heures. Mais les infimes écarts mesurés dans la rotation terrestre deviennent un outil supplémentaire pour comprendre des phénomènes situés à plusieurs milliers de kilomètres sous nos pieds.
Questions fréquentes
Pourquoi cette découverte sur la rotation terrestre intéresse-t-elle les scientifiques au-delà de la mesure du temps ?
En reproduisant les variations observées de la durée du jour, les chercheurs obtiennent de nouvelles contraintes sur les propriétés physiques des régions les plus profondes de la planète. Les résultats suggèrent notamment que le noyau interne peut se déformer visqueusement sur une échelle de seulement quelques années.
Comment les chercheurs ont-ils déterminé que le noyau interne était responsable de ces variations multidécennales ?
Huifeng Zhang et Mathieu Dumberry ont combiné des reconstructions de la rotation différentielle du noyau interne et des modèles d’écoulement du noyau obtenus à partir des variations du champ magnétique terrestre, en étudiant les données entre 1964 et 2019.
Quels autres mécanismes agissent sur la durée du jour en plus du couple gravitationnel du noyau ?
À différentes échelles de temps, l’atmosphère, les océans, les marées et les interactions avec la Lune interviennent notamment dans ces variations. Les interactions électromagnétiques et topographiques à la limite entre le noyau et le manteau freineraient le mécanisme du couple gravitationnel.
