Rotation de la Terre : le noyau interne fait varier la durée du jour

Une journée dure 24 heures… à quelques millisecondes près. La rotation de la Terre n'est pas parfaitement régulière, et ses fluctuations sur plusieurs décennies intriguent les géophysiciens depuis longtemps. Une étude publiée le 23 septembre 2026 dans la revue Nature par Huifeng Zhang, qui prépare un doctorat en physique, et le professeur Mathieu Dumberry, de l'université de l'Alberta (Canada), apporte une réponse élégante : c'est une attraction gravitationnelle venue des profondeurs qui mène la danse.

Un échange de rotation entre le noyau et le manteau

La Terre est formée de couches emboîtées : la croûte et le manteau rocheux, un noyau externe liquide et, au centre, une graine solide, le noyau interne. On sait depuis une trentaine d'années que le noyau liquide ne tourne pas de façon uniforme : il peut accélérer pendant plusieurs décennies, puis ralentir.

Comme le moment cinétique total de la planète reste constant, le manteau réagit en sens inverse. Quand le noyau accélère, le manteau, et donc la surface sur laquelle nous vivons, ralentit légèrement : la journée s'allonge de quelques millisecondes. Restait à savoir quel mécanisme transmet cet effet d'une couche à l'autre.

Un couple gravitationnel déterminant

Les deux chercheurs ont comparé trois mécanismes de couplage : gravitationnel, électromagnétique et topographique. Leur conclusion : les variations de la durée du jour sur plusieurs décennies sont principalement dues à un couple gravitationnel exercé par le noyau interne.

L'explication tient à la forme de la graine. Elle n'est pas parfaitement sphérique, et le manteau présente des répartitions de masse inégales. Lorsque la vitesse de rotation du noyau interne change, ces irrégularités s'attirent mutuellement et modifient légèrement la rotation du manteau. À la frontière entre le noyau et le manteau, des forces de frottement et de freinage électromagnétique s'opposent à cette traction et limitent l'ampleur des variations.

L'étude, fondée sur des observations sismiques de la rotation du noyau interne et sur des écoulements du noyau déduits du champ magnétique terrestre, suggère aussi que le noyau interne se déforme de manière visqueuse sur une échelle d'environ 10 ans, signe que le cœur de la planète est bien plus dynamique que son caractère solide ne le laisse penser.

Portée et limites

Il s'agit d'un travail de modélisation confronté à des données d'observation couvrant plus d'un demi-siècle. Comme toute modélisation, ses estimations comportent des incertitudes, et les auteurs reconnaissent que certains aspects du mécanisme demandent encore à être précisés. Ils ignoraient d'ailleurs, avant d'obtenir leurs résultats, que ces différents couples étaient en compétition.

Pour Huifeng Zhang, même d'infimes changements de la rotation terrestre renseignent sur des processus se déroulant à des milliers de kilomètres sous nos pieds. Ces millisecondes deviennent ainsi une fenêtre inattendue sur le centre de la Terre, une région qu'aucun instrument ne peut atteindre directement.