LES VARIATIONS TEMPORELLES DU GÉOÏDE
Quand la Terre gonfle et dégonfle
Une nouvelle mission de gravimétrie spatiale, GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment), a été décidée pour mesurer les variations temporelles du géoïde sur des échelles de temps allant de un mois à plusieurs années. La mission, développée en coopération entre les Etats-Unis et l’Allemagne, a été lancée avec succès le 7 mars 2002. Elle consiste en deux satellites en orbite polaire basse (500 kilomètres d’altitude) séparés d’environ 200 kilomètres, équipés de systèmes émetteur/récepteur radio-électriques permettant une mesure de distance relative entre les deux véhicules. Outre ce système de poursuite intersatellites, chaque satellite embarque un récepteur GPS et un accéléromètre destiné à mesurer les forces de surface (frottement atmosphérique et pression de radiation). L’exploitation combinée de ces trois types de mesures fournit des solutions mensuelles globales du champ de gravité (ou, ce qui est équivalent, du géoïde), avec une résolution spatiale de 200-300 kilomètres (voirpages 114 et 115).
Les ondulations du géoïde, on l’a vu, traduisent les variations géographiques de la distribution de la matière à l’intérieur du globe et à sa surface. En raison des mouvements de convection dans le manteau et de la tectonique des plaques qui modèlent l’enveloppe externe de la Terre, cette répartition de la matière change lentement. L’échelle de temps de ces changements est de plusieurs millions d’années, donc totalement imperceptible sur quelques décennies. C’est pourquoi les ondulations du géoïde mesurées par la géodésie spatiale sont dites permanentes. Elles reflètent la dynamique interne de la Terre.
À des échelles de temps beaucoup plus courtes (de l’année à plusieurs décennies), il existe aussi des redistributions de la matière en réponse aux variations du climat. Ces redistributions de masse concernent essentiellement l’air et l’eau qui sont transportés (ou échangés dans le cas de l’eau) dans les enveloppes fluides superficielles: l’atmosphère, les océans, les réservoirs d’eau continentaux, les calottes glaciaires. Ces variations de matière produisent des variations de la gravité, donc de la forme du géoïde.