La forme de notre planète change lentement, et deux façons de la mesurer donnent aujourd’hui des évolutions apparemment opposées.
La Terre n’est pas une sphère parfaite. Sa rotation la rend légèrement aplatie aux pôles et plus large autour de l’équateur. Cette différence est minuscule à notre échelle, mais elle peut évoluer lorsque la surface se déforme ou lorsque de grandes quantités de matière se déplacent. Une nouvelle étude a suivi ces changements à partir de mesures réalisées par satellites.
Modèle du champ de gravité terrestre obtenu à partir des données de la mission GRACE. Les couleurs et les reliefs représentent des variations locales de gravité.
Crédit : NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio
Le chercheur Christos Kotsakis a analysé les mouvements verticaux enregistrés par des stations GNSS réparties à la surface du globe. Le principe est simple : ces stations permettent de savoir si le sol monte ou descend au fil des années. Les données étudiées couvrent la période 1997-2015 et proviennent de réseaux internationaux utilisés pour mesurer précisément la Terre.
Le résultat montre une évolution progressive. Dans les régions polaires, le soulèvement moyen passe d’environ 0,5 à 1 mm par an. Près de l’équateur, le mouvement se fait dans l’autre sens, avec un affaissement d’un ordre de grandeur comparable. Pris ensemble, ces déplacements rendent la Terre légèrement moins aplatie au fil du temps.
Pour comprendre l’origine de ces mouvements, il faut notamment regarder les glaces. Lorsqu’une grande masse de glace disparaît, le poids exercé sur le sol diminue et celui-ci peut remonter. L’eau issue de cette fonte est ensuite redistribuée dans les océans. À cela s’ajoute encore le lent réajustement du sol depuis la disparition des anciennes calottes glaciaires.
Pourtant, les mesures du champ de gravité ne racontent pas exactement la même histoire. Elles dépendent non seulement de la forme de la Terre, mais aussi de la répartition des masses. L’eau déplacée des régions polaires vers des latitudes plus basses peut donc modifier la gravité sans produire le même changement géométrique. La forme du sol et celle déduite de la gravité peuvent ainsi évoluer différemment.
Ce désaccord apparent n’est donc pas une contradiction entre deux instruments. Les stations GNSS mesurent directement le déplacement de la surface solide, le sol sur lequel elles sont ancrées. Les observations gravitationnelles sont pour leur part sensibles à la matière, qu’il s’agisse de roche, de glace ou d’eau. Les deux méthodes observent deux conséquences différentes d’une même planète en transformation.
Les mesures restent toutefois imparfaites. Les stations GNSS sont nombreuses en Europe, en Amérique du Nord et dans certaines régions d’Asie, mais beaucoup plus rares aux pôles et au-dessus des océans. Il faut donc estimer ce qui se passe entre elles. L’étude teste les erreurs liées à cette répartition inégale avant d’interpréter le signal global.
De futurs réseaux mieux répartis devraient permettre de suivre plus finement cette évolution. Des mesures verticales plus précises aideront aussi à séparer les effets de la fonte actuelle, de l’eau continentale et du lent réajustement du sol hérité des anciennes glaciations.
