Les 11 mouvements de la Terre - 2ème Partie

Publié le par Jean-Marc ALCAÏNO


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Les mouvements secondaires
 
 
1 – Mouvement secondaire affectant la rotation : La Précession.

 On parle très souvent de « précession des équinoxes », mais ce terme ne désigne qu’une conséquence du mouvement que nous nous attarderons à décrire ci-dessous. Le mouvement du « point vernal » ou point "Gamma" dû à la précession fait avancer inexorablement l’équinoxe de printemps sur la révolution réelle de la Terre autour du Soleil. Ce point avance donc sur l’équateur céleste selon un sens Occident vers Orient (mouvement rétrograde) à une vitesse de 50 secondes d’arc par an environ. On déduit donc que le mouvement général de précession à une durée de 25780 ans.
 
Un mouvement observé et calculé par les anciens sans vraiment comprendre pourquoi il avait lieu. Découverte par Hipparque, la précession des équinoxes est plutôt le fait d’observations séculaires que du calcul lui-même. Observant le ciel et se référant aux catalogues des anciens (plus anciens que lui… c’est dire !) il remarqua une différence de positionnement d’étoiles (entre autres de Spica de la Vierge) qui lui donna une première approche. Il confirma son intuition par le calcul des différences de durées d’années tropiques et sidérales avec une précision proche des valeurs actuelles (ces notions ne seront pas abordées ici).
 
 
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Le mouvement en général peut être décrit comme une sorte de cône de révolution de l’axe polaire de 47°. En effet, à l’image d’une toupie l’axe dessine un « cercle » dans son prolongement. Très lent pour les pauvres humains que nous sommes, cette ronde a des effets, certes invisibles, mais néanmoins importants. Depuis des siècles, l’Etoile Polaire semble indiquer immuablement le nord et la direction de l’axe de rotation terrestre, mais celui-ci n’étant pas fixe l’Etoile Polaire n’a pas toujours été Alpha de la Petite Ourse, Véga a également été l’Etoile Polaire (presque) il y a des millénaires et le sera de nouveau, de même que l’étoile Alpha du Dragon.
 
 
 
On peut voir que ce mouvement de l’axe polaire a une conséquence importante pour l’observateur, en effet en toute rigueur l’axe polaire d’un instrument doit être fixé sur celui de la Terre. Dans la pratique, et pour l’observation courante, le pointage d’un appareil sur l’Etoile Polaire (Polaris) suffit en lui-même. Mais lors de pointages précis ou pour l’utilisation de matériel photographique performant, il est nécessaire d’ajuster le plus précisément possible l’axe polaire ; pour ce fait il est important de fixer celui-ci avec précision donc connaître le décalage réel qui existe entre l’axe terrestre et l’étoile de référence (environ 1° actuellement mais qui va en diminuant).
 
Ce schéma montre qu’il y a environ 5000 ans l’axe polaire terrestre pointait vers Thuban (a Dra), actuellement il pointe vers Polaris (a Umi) et dans 12000 ans il pointera vers Véga (a Lyr).
 
Mais à quoi est dû ce mouvement ? L’Univers est régit par des forces qui sont toutes importantes (4 forces universelles) mais la plus visible est la force gravitationnelle. C’est elle qui, une fois de plus, à le dernier mot en ce qui concerne la précession. L’influence attractive du Soleil et de la Lune cumulée en est responsable.

La Terre n'est pas une sphère homogène, elle est légèrement aplatie aux pôles et présente un « renflement » au niveau de l'équateur. Ainsi, du fait de cette forme « aplatie » de la Terre, l'attraction du soleil ne passe pas par le centre de la Terre. Cela crée un couple de force ayant tendance à ramener l'équateur dans le plan de l'écliptique, mais la force centrifuge due à la rotation de la Terre s'oppose à ce couple. Il en résulte le mouvement de précession de l'axe de rotation.
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Ceci a des conséquences non négligeables pour notre planète. En effet, par extrapolation, on peut s’apercevoir que ce mouvement décrit un « cercle » qui ne se fermera jamais. Le mouvement général se ralentissant séculairement ; la précession décrit plutôt une sorte de spirale qui s’écarte et se resserre alternativement du cercle vers le centre de celui-ci. L’influence des orbites des grosses planètes n’est pas négligeable non plus et décalent le plan de l’écliptique en accentuant le phénomène de resserrement ou d’écartement du cercle de précession.

On le voit ici, l’étude de ce mouvement est difficile et donne lieu à de nombreuses études de mesures ; d’autant qu’il est très important de le connaître pour la mise en orbite précise de certains satellites artificiels.
 
 
 
 
2 – Mouvement secondaire affectant la rotation : La Nutation.

Le mouvement de précession étant déjà compliqué, il est pourtant encore affecté par celui de la nutation. L’influence de la gravité lunaire fait osciller l’axe terrestre dans son déplacement de précession.

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La nutation est un mouvement giratoire de petite amplitude qui dessine sur la sphère céleste une petite ellipse qui est parcourue en 18 ans et 7 mois environ. Le grand axe de cette ellipse est de 9 secondes d’arc environ ; ce qui représente la dimension angulaire d’un kiwi vu à 1000 mètres de distance.

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L’influence de la nutation sur le mouvement général de précession amplifie l’écartement ou le resserrement du cercle de cette dernière.

C’est l’astronome James Bradley qui a découvert la nutation en 1737 par l’observation essentiellement. L’axe polaire oscille donc dans sa marche séculaire selon un lacet.

L’influence concernant l’observateur est moins importante que la précession. En effet le matériel amateur est souvent moins précis que 9 secondes d’arc. L’amateur astronome ne se souciera guère de la nutation dans sa mise en station. Néanmoins ce mouvement a permis de mieux connaître l’influence de la Lune sur la Terre et, de ce fait, aide les scientifiques à placer judicieusement leurs satellites en tenant compte de tous les paramètres. Ceux-ci pouvant être déterminant dans la qualité de réception des données et quand on connaît l’investissement placé dans le matériel spatial on voit qu’il est important d’en débrouiller tous les arcanes.

L’action cumulée Lune-Soleil sur le renflement de Terre perturbe aussi ces deux mouvements affectant la rotation terrestre créant une multitude d’ « effets secondaires » tel un ralentissement général de la rotation, le resserrement et l’écartement en spirale du cercle de précession qui lui même est perturbé par les orbites des planètes géantes.

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Le résultat de toutes ces influences n’est pas, à l’heure actuelle, entièrement connu mais il est indéniable que la vie sur Terre en est affligée. Les grands cycles de réchauffements et de glaciations en sont certainement une des conséquences.

Alors dans tout cela pourquoi parle-t-on de précession des équinoxes ?

En fait, la précession fait décrire un cône à l’axe terrestre emportant en même temps le plan de l’écliptique qui subit ce mouvement. Ce décalage influence le moment de l’équinoxe de printemps pris comme référence. A cause de la précession, le point vernal change de position année après année. Le point vernal recule donc de 50.3 secondes d'arc par année. Ce qui se traduit par un décalage de 20 minutes par année. Le printemps, par exemple, arriverait 20 minutes plutôt chaque année! On parle donc de précession des équinoxes.

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Il résulte de ces mouvements que les étoiles ne restent pas deux années de suite aux mêmes points du ciel. Elles marchent toutes ensemble pour accomplir, pendant une longue période, une révolution totale. Nous sommes donc obligés de retracer les cartes célestes pour qu’elles concordent avec la réalité. Ainsi, les cartes de 1900 ne sont plus valables pour 2002. On trace donc des cartes pour 50 ans et on les nomme selon leur équinoxe respective : équinoxe 1950, équinoxe 2000…

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Publié dans Recherches Perso

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Jean-Marc Alcaino 29/05/2007 17:31

Merci à vous pour votre visite et pour vos encouragements. Petite précision, les articles sont libres, vous pouvez donc les copier et les utiliser librement. Je demande juste que la source soit citée. Merci à tous.
Jean-Marc Alcaino (Auteur de ce Blog).

jimbourven 28/05/2007 12:27

bravo et merci pour la belle qualité de cet articl en particulier et pour le site en général...je le recommande à mes étudiants ! jmb