Une analyse publiée dans Nature le 27 mars prévoit que la fonte des calottes glaciaires ralentit la rotation de la Terre à un point tel que la prochaine seconde intercalaire - le mécanisme utilisé depuis 1972 pour réconcilier le temps officiel des horloges atomiques avec celui basé sur la vitesse de rotation instable de la Terre - sera retardée de trois ans.

"La fonte des glaces a fait baisser le niveau de la mer à un point tel que nous pouvons constater que la vitesse de rotation de la Terre a été affectée", explique Duncan Agnew, géophysicien à la Scripps Institution of Oceanography de La Jolla, en Californie, et auteur de l’étude.

Selon son analyse, le réchauffement climatique repoussera la nécessité d’une nouvelle seconde intercalaire de 2026 à 2029. Les secondes intercalaires causent tellement de dégâts en informatique que les scientifiques ont décidé de s’en débarrasser, mais pas avant 2035. Les chercheurs redoutent particulièrement la prochaine seconde intercalaire, car, pour la première fois, il s’agira probablement d’une seconde négative, sautée, plutôt que d’une seconde supplémentaire ajoutée.

"Nous ne savons pas comment gérer une seconde manquante. C’est pourquoi les métrologues du temps sont inquiets", déclare Felicitas Arias, ancienne directrice du département du temps au Bureau international des poids et mesures de Sèvres, en France.

En termes de métrologie, le retard de trois ans "est une bonne nouvelle", dit-elle, car même si une seconde intercalaire négative est toujours nécessaire, elle se produira plus tard, et le monde pourrait en voir moins avant 2035 que ce que l’on aurait pu prévoir.

Mais il ne faut pas y voir un argument en faveur du réchauffement climatique, estime Mme Agnew. "Tous les aspects négatifs l’emportent complètement".

Synchronisation des horloges

Pendant des millénaires, les gens ont mesuré le temps en se basant sur la rotation de la Terre, et la seconde a été définie comme une fraction du temps nécessaire à la planète pour tourner une fois sur son axe. Mais depuis 1967, les horloges atomiques - qui utilisent la fréquence de la lumière émise par les atomes - servent de garde-temps plus précis. Aujourd’hui, un ensemble d’environ 450 horloges atomiques définit l’heure officielle sur Terre, connue sous le nom de temps universel coordonné (UTC), et des secondes intercalaires sont utilisées toutes les quelques années pour que l’UTC corresponde au jour naturel de la planète.

Les horloges atomiques sont de meilleurs chronomètres que la Terre, car elles sont stables sur des millions d’années, alors que la vitesse de rotation de la planète varie. Dans son analyse, Agnew a utilisé des modèles mathématiques pour distinguer les contributions des phénomènes géophysiques connus à la rotation de la Terre et pour prédire leurs effets sur les futures secondes intercalaires.

De nombreux métrologues prévoyaient que les secondes intercalaires ne seraient jamais ajoutées, car à l’échelle de millions d’années, la rotation de la Terre ralentit, ce qui signifie que, occasionnellement, une minute en utc doit être longue de 61 secondes, pour permettre à la Terre de rattraper son retard. Cette diminution de la vitesse de rotation de la planète est due à l’attraction de la Lune sur les océans, qui crée des frottements. Elle explique aussi, par exemple, pourquoi les éclipses d’il y a 2 000 ans ont été enregistrées à des moments de la journée différents de ceux auxquels on s’attendrait sur la base de la vitesse de rotation actuelle, et pourquoi les analyses de sédiments anciens suggèrent qu’il y a 1,4 milliard d’années, une journée ne durait qu’environ 19 heures.

Mais à plus court terme, des phénomènes géophysiques font fluctuer la vitesse de rotation, explique Agnew. Actuellement, la vitesse de rotation de la Terre est affectée par des courants dans le noyau liquide de la planète qui, depuis les années 1970, ont entraîné une augmentation de la vitesse de rotation de la croûte externe. Cela signifie que les secondes intercalaires supplémentaires sont moins souvent nécessaires et, si la tendance se poursuit, une seconde intercalaire devra être supprimée de l’utc.

L’analyse d’Agnew montre que cela pourrait se produire plus tard qu’on ne le pensait, en raison du changement climatique. Les données fournies par les satellites qui cartographient la gravité de la Terre montrent que depuis le début des années 1990, la planète est devenue moins sphérique et plus plate, car la glace du Groenland et de l’Antarctique a fondu et a déplacé la masse des pôles vers l’équateur. Tout comme un patineur sur glace qui ralentit sa rotation en écartant les bras de son corps (et accélère en les rentrant), ce flux d’eau qui s’éloigne de l’axe de rotation de la Terre ralentit la rotation de la planète.

Le résultat net des courants centraux et du changement climatique est toujours une accélération de la Terre. Mais Agnew a constaté que sans l’effet de la fonte des glaces, une seconde intercalaire négative serait nécessaire trois ans plus tôt que ce qui est actuellement prévu. "Les activités humaines ont un impact profond sur le changement climatique. Le report d’une seconde intercalaire n’en est qu’un exemple de plus", déclare Jianli Chen, géophysicien à l’université polytechnique de Hong Kong.

Problèmes de précision

Le report de la seconde intercalaire serait bien accueilli par les métrologues. Les secondes intercalaires posent déjà un "gros problème", car dans une société qui repose de plus en plus sur un chronométrage précis, elles entraînent des défaillances majeures dans les systèmes informatiques, explique Elizabeth Donley, qui dirige la division du temps et de la fréquence à l’Institut national américain des normes et de la technologie, à Boulder, dans le Colorado.

Une seconde intercalaire négative sans précédent pourrait être encore pire. "Tous les codes informatiques existants n’en tiennent pas compte", précise-t-elle.

L’article d’Agnew est utile pour faire des prédictions, mais Donley affirme qu’il reste une grande incertitude quant au moment où une seconde intercalaire négative sera nécessaire. Les calculs reposent sur l’hypothèse que l’accélération de la Terre se poursuit à son rythme actuel, mais l’activité du noyau interne est pratiquement impossible à prévoir, met en garde Christian Bizouard, astrogéophysicien au Service international de la rotation terrestre et des systèmes de référence à Paris, qui est chargé de décider du moment où une seconde intercalaire doit être introduite. "Nous ne savons pas quand l’accélération s’arrêtera et s’inversera", précise-t-il.

M. Agnew espère que le fait de constater l’influence du changement climatique sur la mesure du temps incitera certaines personnes à agir. "Je connais le changement climatique depuis longtemps et je peux très bien m’en préoccuper sans cela, mais c’est une autre façon de faire comprendre aux gens à quel point c’est un problème important", déclare-t-il.