Vingt-trois heures et demie. C’est la durée exacte d’une journée il y a 70 millions d’années, quand les derniers dinosaures arpentaient encore la planète. Pas 24 heures, pas 23 heures rondes : une équipe de paléontologues a réussi à mesurer cet écart au moyen d’un outil aussi improbable qu’efficace, la coquille fossilisée d’un mollusque disparu en même temps que les tyrannosaures.

Dans une étude publiée le 5 février 2020 dans la revue Paleoceanography and Paleoclimatology, le paléontologue Niels J. de Winter et son équipe montrent qu’à l’époque, la durée d’une journée était en effet de 23,5 heures. Plusieurs palourdes datant de la fin de la période du crétacé ont permis à des scientifiques de l’université Vrije de Bruxelles de confirmer qu’au temps des dinosaures, la Terre tournait plus rapidement sur elle-même. Le fossile en question porte un nom scientifique : Torreites sanchezi, une espèce vieille de 70 millions d’années qui vivait notamment dans les océans tropicaux recouvrant auparavant les montagnes désertiques du djebel Samhan, à Oman. Ces coquillages ressemblaient à des palourdes mais fonctionnaient comme des coraux, bâtissant de véritables récifs sous-marins.

Le principe de datation ressemble à la dendrochronologie, cette méthode qui consiste à compter les anneaux de croissance des arbres pour retracer leur âge et le climat passé. C’est en appliquant la même méthode avec les cernes de coquillages qu’une équipe de scientifiques belges a pu évaluer la longueur des journées à l’époque du Crétacé supérieur, il y a 70 millions d’années. Ces mollusques avaient une croissance fulgurante, jusqu’à 40 micromètres par jour, avec une sensibilité particulière au cycle jour-nuit, ce qui a laissé une trace quotidienne d’une précision presque chirurgicale dans leur coquille. Résultat des calculs : les jours comptaient à l’époque 23,5 heures, ce qui signifie que la Terre tournait plus rapidement, au rythme de 372 jours par an contre 365 jours aujourd’hui. Sept jours de plus par an, mais chacun un peu plus court. Vertigineux, quand on y pense.

Sommaire

1. Un frein cosmique nommé Lune
2. Avant les dinosaures, une horloge encore plus rapide
3. Et demain, à quoi ressemblera une journée ?

Un frein cosmique nommé Lune

Ce ralentissement n’a rien d’anecdotique ni d’aléatoire. Il obéit à une mécanique implacable, connue depuis longtemps des astronomes : la Lune agit comme un frein géant sur la rotation terrestre. Le phénomène s’explique par la friction des marées, qui transfère de l’énergie de rotation de la Terre vers la Lune, laquelle s’éloigne alors progressivement vers une orbite plus haute. Concrètement, la gravité de la Terre attire la Lune, et la gravité de la Lune attire les océans terrestres en un léger renflement tourné vers elle ; parce que la Terre tourne plus vite que la Lune n’orbite, l’océan en rotation entraîne ce renflement légèrement en avance sur la position de la Lune. Ce léger décalage crée un couple de force qui accélère la Lune et, par conservation du moment angulaire, ralentit inexorablement notre planète.

Le rythme de ce freinage reste minuscule à l’échelle humaine. Le jour s’est allongé d’environ 1,7 milliseconde par siècle en moyenne sur les dernières décennies, et d’environ 2,3 millisecondes par siècle sur les 2 700 dernières années d’observations astronomiques. Autant dire rien à l’échelle d’une vie humaine. Mais cumulé sur des dizaines de millions d’années, l’effet devient spectaculaire : un jour au Mésozoïque était plus court qu’un jour actuel, un jour au Paléozoïque encore plus court, et un jour au Précambrien plus court encore. plus on remonte le temps, plus les horloges tournaient vite.

Avant les dinosaures, une horloge encore plus rapide

Les rudistes du Crétacé ne racontent qu’un chapitre de cette longue histoire. Des coraux du Carbonifère, vieux de 350 millions d’années, révèlent des années de 385 jours et des journées de 23 heures. En remontant encore, le registre de croissance des coraux et coquillages suggère qu’il y a 500 millions d’années, à l’époque où la vie animale complexe se diversifiait, le jour durait environ 21 heures, avec une année d’environ 420 journées ; les premiers dinosaures n’apparaîtraient que 270 millions d’années plus tard. Et avant la formation même de la Lune, il y a 4,5 milliards d’années, le jour durait moins de 10 heures.

L’histoire réserve pourtant une anomalie fascinante, révélée par une étude récente d’astrophysiciens de l’université de Toronto. De deux milliards d’années jusqu’à 600 millions d’années environ, une marée atmosphérique provoquée par le Soleil a contrebalancé l’effet de la Lune, maintenant la vitesse de rotation de la Terre stable et la durée du jour constante à 19,5 heures. Pendant plus d’un milliard d’années, notre planète a donc tourné à un rythme figé, coincée dans une résonance entre deux forces opposées. L’air chauffé par le Soleil produit lui aussi des renflements atmosphériques, sur lesquels la gravité solaire exerce un couple, mais au lieu de ralentir la rotation terrestre comme le fait la Lune, ce mécanisme l’accélère. Sans cette parenthèse cosmique, notre journée actuelle de 24 heures durerait sans doute beaucoup plus longtemps : sans cette pause d’un milliard d’années dans le ralentissement de notre planète, notre journée de 24 heures actuelle s’étirerait sur plus de 60 heures.

Et demain, à quoi ressemblera une journée ?

La tendance ne va évidemment pas s’arrêter net. Selon les estimations basées sur le rythme actuel, il faudra 3,3 millions d’années pour ajouter une minute supplémentaire à nos journées, et 200 millions d’années pour gagner l’heure entière que tout le monde réclame. Mais à ce moment-là, il n’y aurait plus que 350 jours dans l’année. Le calendrier, lui aussi, devra s’adapter à cette dérive.

Ce grignotage discret n’est pas qu’une curiosité de laboratoire. Il oblige déjà les métrologues à ajouter, de façon irrégulière, des secondes intercalaires à nos horloges atomiques pour rattraper le décalage avec la rotation réelle de la Terre. La prochaine fois qu’une horloge affichera minuit pile, il vaut peut-être la peine de se rappeler qu’elle triche, à peine, mais elle triche : la journée que vivaient les derniers grands sauropodes n’a jamais tout à fait la même durée que la nôtre, et la nôtre ne sera jamais tout à fait celle que connaîtront nos lointains descendants.

Sources : futura-sciences.com | chosesasavoir.com