Stabilité de la période de révolution terrestre

[invite7da275f0]

Bonjour, j'aimerais attirer votre attention sur une question que tout le monde peut se poser et qui m'est venue à la lecture de l'article sur les empreintes de pas récemment découverts datant de 395 millions d'années. Comment peut on être sûr que pendant tout ce temps, chaque révolution de la planéte terre soit identique et qu'une année vaut bien 365 jours un quart. Les éléments que l'on posséde nous permettent-ils une lecture précise du nombre de saisons depuis 395 millions de nos années ?
A la question combien de printemps la Terre a connu en 395 millions d'années ?
Est-on bien surs que ce soit 395 millions exactement ?
En fait je me demandais à quel point une collision avec une météorite de taille conséquente, selon la direction la vitesse et la puissance de l'impact pourrait altérer les saisons.
On peut emettre l'hypothése que chaque malheureuse rencontre de notre astre avec un objet de l'espace puisse modifier l'energie cinétique de la terre qui flotte et tournoie sur elle meme autour du soleil et du meme coup modifier sa trajectoire, son adresse orbitale ainsi que sa vitesse de rotation ... son angle de rotation, son champ magnétique, son champ gravitationnel, le nombre de lunes en un mois, en une année ...
La terre tournait-elle plus vite ou plus lentement par le passé ? Tourne-t-elle sensiblement à la même vitesse depuis sa naissance ?
L'éventualité qu'un gros corps celeste nous ait éfleuré, sans pour autant qu'un cratére soit visible est-elle plausible ? Le densité de matière n'étant pas homogéne partout, la gravimétrie peut-elle nous renseigner sur un passé chaotique de la croute terretre; nous savons que la mesure de l'accélération gravitationnelle varie d'un point à l'autre de la planéte et semble montrer des variations excessives dans l'océan indien...
Documents :
http://www.esa.int/images/gradient_picture.jpg
"En particulier, les déplacements co- et post-sismique associés au séisme de Sumatra ont donné lieu à des réorganisations des masses dans la Terre qui ont été observés dans les données de GRACE. La mesure de ces déplacements est complémentaire avec ce qu’ont observé les séismologues et les géodésiens, qui sont limités aux stations continentales."
http://www.ipgp.fr/pages/02050405.php?version=print
"Outre les périodes annuelles et semi-annuelles, des fluctuations à plus courtes périodes ont été détectées, tant dans la vitesse angulaire de rotation de la Terre que dans le moment angulaire atmosphérique, l'une à 50 jours et l'autre à 120 jours. En ce qui concerne l'origine de ces deux dernières fluctuations, il semble bien que ce soit vers l'activité solaire qu'il faille la rechercher, le champ magnétique interplanétaire, le vent solaire et l'atmosphère étant les interfaces du transfert d'énergie du Soleil vers la rotation de la Terre."
http://earthrotation.oma.be/FR/explication2_fr.php
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[invite7da275f0]

http://ganymede.ipgp.jussieu.fr/frog/objectifs.htm

[Tawahi-Kiwi]

Quelques soit la longueur du jour ou la periode de revolution de la Terre autour du Soleil, cela ne change pas les ages obtenus.

Ceux-ci sont principalement calculer a partir de desintegration radioactive qui, jusqu'a preuve du contraire, sont stables dans le temps.

T-K

[invite7da275f0]

Oui mais est-ce que la periode de revolution terrestre est stable en toute circonstance ou bien "enregistre-t-elle" chaque impact dans son inertie, comment se calculent les transferts d'énergie cinetique. Si aucun frottement ne s'oppose à la rotation terrestre, la moindre rencontre avec un objet celeste devrait se repercuter sur son équilibre stationnaire. Les forces naturellement actives dans sa revolution rétablissent-elles l'équilibre rapidement. Un impact aussi chaotique soit-il peut-il altérer l'inertie de la terre de façon durable ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteafe1cd13]

Oui mais est-ce que la periode de revolution terrestre est stable en toute circonstance ou bien "enregistre-t-elle" chaque impact dans son inertie, comment se calculent les transferts d'énergie cinetique. Si aucun frottement ne s'oppose à la rotation terrestre, la moindre rencontre avec un objet celeste devrait se repercuter sur son équilibre stationnaire. Les forces naturellement actives dans sa revolution rétablissent-elles l'équilibre rapidement. Un impact aussi chaotique soit-il peut-il altérer l'inertie de la terre de façon durable ?

Question compliquée, parce qu'effectivement la Terre est loin d'être un système isolé ... D'après ce que j'ai lu, il apparaît cependant que la Lune stabilise quelque peu sa rotation, en agissant différentiellement sur ses bourrelets et ses creux. Sinon on pourrait se retrouver (dans le pire des scénarios) en Neptune bis, avec un axe de rotation dans le plan de l'écliptique.
Ceci étant, rien n'interdit d'envisager des longueurs de journée différentes au cours du temps, par changement d'inertie ou changement d'axe de rotation (comme suite au tremblement de terre de Sumatra). Il me semble d'ailleurs que quelques laboratoires suivent l'affaire, mais il faudrait demander à nos amis astronomes qui seront largement plus compétents pour répondre

[f6bes]

Bjr à toi,
De plus une "datation" en MILLIONS d'années , ça laisse tout de meme une certaine marge d'erreur non négligable et un peu de "flou" dans la "mesure"!
A+

[Tawahi-Kiwi]

Je ne pense pas que le temps de revolution aie pu varier enormement depuis l'Hadeen pour la raison simple qu'il n'y aurait pas de causes a cela.

Le temps de rotation augmente constamment du aux effets de maree de la Lune. La duree d'un jour terrestre a l'Archeen-Hadeen est estimee a 15h actuelle, 21h au debut du Phanerozoique je pense (500Ma).

Les impacts et autres evenements soudain n'ont que peu d'influence sur le comportement global de la Terre car leurs energies sont, depuis la formation du systeme solaire, assez negligeables.

Si les impacts etaient plus grands, ont fini avec des cas hors normes comme Uranus (pas Neptune ) ou Venus (rotation tres lente et retrograde).

Quant a la Lune, est en effet une influence non negligeable sur le long terme. Ainsi les cycles de Milankovitch qui existent sur Terre (variations a longues periode de l'orbite/rotation terrestre) existent egalement sur Mars mais l'absence de satellites importants rend ses variations beaucoup plus importantes.

T-K

[invite7da275f0]

Lorsqu'on observe le geoïde de la terre, la première chose qui frappe, c'est ce qui se passe dans l'ocean indien, comment interpréter cet espèce de "cratére géodésique" autour de bourellets dans l'himalaya et l'océanie. La densité de matière plus faible au creux date-t-elle des premiers jours de formation de la terre ou est-elle consécutive à un impact avec un gros objet celeste survenu au cours de sa vie. Enfin l'aspect grossier de ce géoïde suit les chaines montagneuses mais la densité de matière ne renseigne pas toujours sur l'altitude comme on peut le voir en Océanie où la densité sous le niveau de la mer est parmi les plus élevées Cette différence de densité de matière apparait sous une forme plus chaotique qu'on le pensait et contredit un peu l'idée qu'on se fait du manteau, comme si notre planéte n'était qu'un assemblage grossier de plusieurs blocs se mélant les uns aux autres, comblant les creux pour rendre sa forme sphérique observable depuis la lune.

[invite7da275f0]

"Les impacts et autres evenements soudain n'ont que peu d'influence sur le comportement global de la Terre car leurs energies sont, depuis la formation du systeme solaire, assez negligeables."

negligeables par rapport à la force d'inertie de la terre, sa polarisation, les vents solaires ? Qu'est ce qui maintient la terre dans sa trajectoire ? son energie cinétique ou son énergie potentielle, l'impulsion initiale ou son environnement local ?

[invite7ce6aa19]

"Les impacts et autres evenements soudain n'ont que peu d'influence sur le comportement global de la Terre car leurs energies sont, depuis la formation du systeme solaire, assez negligeables."

negligeables par rapport à la force d'inertie de la terre, sa polarisation, les vents solaires ? Qu'est ce qui maintient la terre dans sa trajectoire ? son energie cinétique ou son énergie potentielle, l'impulsion initiale ou son environnement local ?

Bonjour,


Je ne suis pas un spécialiste de mécanique céleste mais logiquement la période de rotation de la Terre doit varier avec le temps pour la simple raison que la Terre n'est pas seule à tourner autour du soleil (auquel cas sa période serait constante).

La présence des autres planètes provoque une lente dérive de cette période car seul le moment angulaire total du système solaire est constant. Il doit donc y avoir des échanges de moments cinétiques entre les planètes. Le problème est donc une question d'ordre de grandeur et j' en ai strictement aucune idée.

[Pfhoryan]

Comment peut on être sûr que pendant tout ce temps, chaque révolution de la planéte terre soit identique et qu'une année vaut bien 365 jours un quart. Les éléments que l'on posséde nous permettent-ils une lecture précise du nombre de saisons depuis 395 millions de nos années ?

Bonjour,

Non, nous ne le pouvons. Toutes les estimations de paléorotation ou de paléoorbites lunaires, basées sur les tidalites (roches enregistrant le rythme des marées) sont faites en postulant que la période de révolution de la terre est restée constante à environ 8666 heures.

C'est très clair dans cette revue de Williams:

Geological constraints on the precambrian history of Earth's rotation and the moon's orbit. Williams (2000) Reviews of Geophysics, 38, 1 p37–59


Il faut donc bien être conscient que lorsque l'on lit dans un papier que la journée terrestre était de x heures il y a n millions d'années, ce n'est aucunement une certitude. C'est basé sur une hypothèse postulat qui semble à priori raisonnable, mais qui ne l'est peut-être pas du tout. A vrai dire, j'ai de bonnes raisons de penser qu'elle ne l'est pas du tout.

En fait je me demandais à quel point une collision avec une météorite de taille conséquente, selon la direction la vitesse et la puissance de l'impact pourrait altérer les saisons.
On peut emettre l'hypothése que chaque malheureuse rencontre de notre astre avec un objet de l'espace puisse modifier l'energie cinétique de la terre qui flotte et tournoie sur elle meme autour du soleil et du meme coup modifier sa trajectoire, son adresse orbitale ainsi que sa vitesse de rotation ... son angle de rotation, son champ magnétique, son champ gravitationnel, le nombre de lunes en un mois, en une année ...

C'est calculable. Mais vu la masse de la terre (6. 1024 kg), même une météorite de densité 5 et de 10 km de diamètre (2.6 E15 kg) devrait être négligeable en terme de quantité de mouvement.

"En particulier, les déplacements co- et post-sismique associés au séisme de Sumatra ont donné lieu à des réorganisations des masses dans la Terre qui ont été observés dans les données de GRACE. La mesure de ces déplacements est complémentaire avec ce qu’ont observé les séismologues et les géodésiens, qui sont limités aux stations continentales."

çà oui, les redistributions de masse vers la surface comme celles observées par GRACE ont un effet non négligeable sur la rotation. Et en effet, l'axe de rotation de la terre a légèrement basculé lors du séisme de Sumatra cen réponse à la redistribution de masse. Lire par exemple URL="http://tinyurl.com/yckss76"] Geodynamics of the Wadati-Benioff zone earthquakes: [The 2004 Sumatra earthquake and other great earthquakes. G. Scalera (2007) Geofísica Internacional, Vol. 46, Num. 1, pp. 19-50 [/URL]

http://www.ipgp.fr/pages/02050405.php?version=print
"Outre les périodes annuelles et semi-annuelles, des fluctuations à plus courtes périodes ont été détectées, tant dans la vitesse angulaire de rotation de la Terre que dans le moment angulaire atmosphérique, l'une à 50 jours et l'autre à 120 jours. En ce qui concerne l'origine de ces deux dernières fluctuations, il semble bien que ce soit vers l'activité solaire qu'il faille la rechercher, le champ magnétique interplanétaire, le vent solaire et l'atmosphère étant les interfaces du transfert d'énergie du Soleil vers la rotation de la Terre."
http://earthrotation.oma.be/FR/explication2_fr.php

C'est évident que considérer que la terre est un système isolé constitue une simplification qui n'est pas forcément valable aux échelles de temps géologiques. çà aussi il faut bien le garder à l'esprit.

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"Every truth passes through three stages before it is recognized. In the first it is ridiculed, in the second it is opposed, in the third it is regarded as self-evident." Arthur Schopenhauer

[Pfhoryan]

Quelques soit la longueur du jour ou la periode de revolution de la Terre autour du Soleil, cela ne change pas les ages obtenus.

Ceux-ci sont principalement calculer a partir de desintegration radioactive qui, jusqu'a preuve du contraire, sont stables dans le temps.

A propos, il y a des données qui indiquent que la période de désintégration d'un élément n'est pas tout à fait constante. Elle semble fluctuer suivant la position de la terre par rapport au soleil:
Jenkings et al. Evidence of correlations between nuclear decay rates and Earth–Sun distance (2009) Astroparticle Physics 32(1), p42-46.

Certes, la fluctuation annuelle est de l'ordre du millième mais c'est quand même assez surprenant. C'est à rapprocher des variations périodiques observées dans l'expérience DAMA/LIBRA.

L'hypothèse proposée dans le papier est que la fluctuation est corrélée à la distance terre-soleil. Mais une étude sur la puissance fournit par les générateurs de Cassini (au plutonium 238), suggère que ceux ci se comportent comme attendu si la période de désintégration est constante:
Searching for modifications to the exponential radioactive decay law with the Cassini spacecraft. PS Cooper (2009) Astroparticle Physics 31(4), p267-269

Une corrélation à la distance terre-soleil n'est donc apparemment pas la bonne explication.

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"Every truth passes through three stages before it is recognized. In the first it is ridiculed, in the second it is opposed, in the third it is regarded as self-evident." Arthur Schopenhauer

[Tawahi-Kiwi]

Non, nous ne le pouvons. Toutes les estimations de paléorotation ou de paléoorbites lunaires, basées sur les tidalites....

Il faut donc bien être conscient que lorsque l'on lit dans un papier que la journée terrestre était de x heures il y a n millions d'années, ce n'est aucunement une certitude. C'est basé sur une hypothèse postulat qui semble à priori raisonnable, mais qui ne l'est peut-être pas du tout. A vrai dire, j'ai de bonnes raisons de penser qu'elle ne l'est pas du tout.

Non, le calcul par la mecanique celeste donne aussi des valeurs de cette ordre. Contrairement a "tes raisons de penser qu'elle ne l'est pas du tout", la variation du jour terrestre est supportee par la physique de base et notamment l'effet de dissipation des marrees.
Je vois a l'instant que les modeles informatiques se basant sur ces donnees (et non la sedimentologie) donnent un age a l'accretion post-formation lunaire de 6h il y a 4.5Ga (Arbab, 2009).

Alors, oui, dans le cas des rythmites, cela est dependant de la duree d'une annee solaire. Dans les cas de croissances coralliennes, mollusques et stromatolites, a nouveau, c'est egalement base sur une annee de 8766h mais ces lamines enregistrent egalement les apsides lunaires et les cycles nodaux qui permettent d'avoir une meilleure idee de la duree d'une annee.

Ce phenomene, contrairement a "tes raisons de penser que..." est aussi confirmer par les mesures actuelles d'une journee qui augmente de 1.7ms par siecle.
En addition a cela, ton modele defie une nouvelle fois la physique la plus elementaire du moment cinetique....

Finalement, oui la duree de revolution terrestre change au cours du temps. Par ces memes effets de maree sur le soleil, l'orbite de la Terre s'eloignerait tres doucement du Soleil et la duree de l'annee terrestre augmenterai depuis sa formation. (J'ignore l'importance de ce phenomene).
L'influence gravitaire des autres planetes peut entrainer des fluctuations de la duree mais cela est sans doute relativement stable sur une longue periode de temps.
La perte de masse du Soleil par vents solaires et radiations entraine une agumentation de l'orbite de 1.25microsec par annee.
L'effet Poynting Robertson raccourci l'annee de 30nanosec chaque annee
Les ondes gravitationelles raccourcisse l'annee de 165 attosec par annee.

Cordialement,
T-K

[invite7da275f0]

Merci pour vos réponses. Concernant le géoïde :
http://ganymede.ipgp.jussieu.fr/frog/objectifs.htm
Comment l'interpréter ?

[Pfhoryan]

Je vois a l'instant que les modeles informatiques se basant sur ces donnees (et non la sedimentologie) donnent un age a l'accretion post-formation lunaire de 6h il y a 4.5Ga (Arbab, 2009).

As-tu sérieusement lu le papier? Leur calcul est basé sur une variation arbitraire de la constante gravitationnelle (!)

Alors, oui, dans le cas des rythmites, cela est dependant de la duree d'une annee solaire. Dans les cas de croissances coralliennes, mollusques et stromatolites, a nouveau, c'est egalement base sur une annee de 8766h mais ces lamines enregistrent egalement les apsides lunaires et les cycles nodaux qui permettent d'avoir une meilleure idee de la duree d'une annee.

Elles permettent d'obtenir des relations entre les paramètres de l'orbite lunaire et la rotation/révolution terrestre, mais pas de valeurs absolues. C'est très clair dans la revue de Williams.

Ce phenomene, contrairement a "tes raisons de penser que..." est aussi confirmer par les mesures actuelles d'une journee qui augmente de 1.7ms par siecle.

Et l'effet de marée devrait diminuer la journée de 2.3 ms par siècle d'après la vitesse de récession de la lune (3.8 cm/an). C'est donc un poil plus complexe. Peu importe, cette mesure ne permet pas de confirmer la durée d'une journée il y a n millions d'années.

En addition a cela, ton modele defie une nouvelle fois la physique la plus elementaire du moment cinetique....

Je me demande bien pourquoi, puisqu'on n'a justement pas suffisamment d'éléments pour contraindre l'évolution du moment cinétique sur des échelles de temps géologiques. Ce n'est pas non plus dans ce domaine qu'on peut le réfuter.

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"Every truth passes through three stages before it is recognized. In the first it is ridiculed, in the second it is opposed, in the third it is regarded as self-evident." Arthur Schopenhauer

[Pfhoryan]

Merci pour vos réponses. Concernant le géoïde :
http://ganymede.ipgp.jussieu.fr/frog/objectifs.htm
Comment l'interpréter ?

çà donne le tournis!

Je préfère l'équivalent en anomalie de gravité et planisphère:


Les zones où la gravité est anormalement élevée peuvent entre autres s'expliquer par la présence de roches plus denses près de la surface en raison de courants ascendants du manteau, comme je pense que c'est vraisemblablement le cas pour Hawaï, l'Islande, le Tibet, l'Indonésie, l'Océanie...

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"Every truth passes through three stages before it is recognized. In the first it is ridiculed, in the second it is opposed, in the third it is regarded as self-evident." Arthur Schopenhauer

[invité576543]

Une planisphère du géoïde, en mètres par rapport à l'ellipsoïde.

http://planet-terre.ens-lyon.fr/plan...rte-geoide.gif

[invite7da275f0]

J'ai lu quelquepart, sur un sujet de discussion, que la forte densité de matière à l'équateur s'expliquait par la force centrifuge de la rotation de la terre, la vitesse de rotation à l'équateur étant plus élevée que sous les tropiques. La forte densité observée au niveau des pôles s'explique par le poids de la glace qui écrase la matière, mais l'anomalie observée dans l'océan indien n'a pas ou peu d'explication, si ce n'est que le continent indien dérive selon la tectonique des plaques, la plaque indo-australienne se glissant sous la plaque eurasienne, laissant derrière un espace inocupé ... ?
Comment s'est formée cette différence aussi prononcée de densité de matière dans l'océan indien. Un tel écart de force gravitationnelle peut-il intéresser les chercheurs, peut-on imaginer une centrale électrique qui tirerait parti de cette anomalie ?

[Tawahi-Kiwi]

As-tu sérieusement lu le papier? Leur calcul est basé sur une variation arbitraire de la constante gravitationnelle (!)

Non, quand je dis que je vois a l'instant..., c'est a l'instant...J'ai aussi d'autre chose a faire.... OK l'article est foireux...ca arrive...

T-K

[Pfhoryan]

J'ai lu quelquepart, sur un sujet de discussion, que la forte densité de matière à l'équateur s'expliquait par la force centrifuge de la rotation de la terre, la vitesse de rotation à l'équateur étant plus élevée que sous les tropiques.

La terre a une forme éllipsoïdale en raison de sa rotation, mais il n'y a pas particulièrement de plus forte densité à l'équateur.

La forte densité observée au niveau des pôles s'explique par le poids de la glace qui écrase la matière,

Il n'y a pas non plus de forte densité aux pôles. L'enfoncement de la lithosphère dans le manteau aux pôles est due à un changement de l'équilibre isostatique, effectivement en raison de l'épaisse calotte de glace.

mais l'anomalie observée dans l'océan indien n'a pas ou peu d'explication, si ce n'est que le continent indien dérive selon la tectonique des plaques, la plaque indo-australienne se glissant sous la plaque eurasienne, laissant derrière un espace inocupé ... ?
Comment s'est formée cette différence aussi prononcée de densité de matière dans l'océan indien.

Je pense qu'il s'agit simplement d'une région calme, où il n'y a pas beaucoup de mouvement du manteau. Par opposition à celles où l'anomalie est élevée et qui correspondent souvent à des régions tectoniquement très actives.

Un tel écart de force gravitationnelle peut-il intéresser les chercheurs, peut-on imaginer une centrale électrique qui tirerait parti de cette anomalie ?

Je ne vois pas comment exploiter cette différence qui n'est que de quelques dizaines de mGal.

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[invite7da275f0]

Est-ce que quelques dizaines de mGal peuvent suffire à déplacer une masse importante de façon cyclique ? Si on matérialisait une canalisation d'eau en circuit fermé d'un point à l'autre, il devrait se créer un courant, il suffirait alors d'augmenter la taille de la canalisation pour augmenter la capacité ...