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Mesurer les petits mouvements du centre de masse de la Terre

Image du Mois - Février 2020

Les mouvements du géocentre projetés sur la surface de la Terre selon les mois. Les déplacements du centre géométrique de la surface par rapport au centre de masse sont principalement saisonniers (crédits Cnes)
Les mouvements du géocentre projetés sur la surface de la Terre selon les mois. Les déplacements du centre géométrique de la surface par rapport au centre de masse sont principalement saisonniers (crédits Cnes)
Les mouvements du géocentre à l'échelle de ses déplacements "réels" au cœur de la Terre ; cela représentent quelques millimètres seulement mais qui, projetés à la surface parcourent une ellipse dans le plan 93°E (crédits Cnes)
Les mouvements du géocentre à l'échelle de ses déplacements "réels" au cœur de la Terre ; cela représentent quelques millimètres seulement mais qui, projetés à la surface parcourent une ellipse dans le plan 93°E (crédits Cnes)

La surface de la Terre est en constante évolution : les masses fluides (océans, eaux continentales, neige, atmosphère, ...) s'y redistribue  en permanence. La croûte terrestre est à son tour déformée par ces changements, qui se déplacent autour de son centre géométrique. Ce mouvement, ou "mouvement du géocentre", peut être considéré par rapport au centre de masse de la Terre. Même si son amplitude est inférieure à la taille d'une cerise, il est aujourd'hui nécessaire de prendre en compte son effet perturbateur sur la modélisation des observations de stations terrestres (qui sont installées sur la croûte, et donc liées à celle-ci et à ses mouvements), par exemple pour les estimations in situ de l'élévation du niveau de la mer. Il est également utilisé pour observer le mouvement orbital naturel des satellites autour du centre de masse (suivant les lois de Newton)...

Le système Doris permet de mesurer ces tout petits mouvements, tout comme le Laser et le GPS. Le réseau Doris a l'avantage d'être stable et exceptionnellement bien réparti géographiquement. De plus, la technique radar n'est pas affectée par les nuages et peut donc être utilisée toute l'année, partout sur Terre. Sa présence à bord de satellites tels que Topex/Poséidon et les missions Jason, qui ne sont pas héliosynchrones, et ont une orbite inhabituelle pour les satellites d'observation de la Terre, apporte également un point de vue différent (non aliasé sur les marées, notamment). Avec 30 ans de données Doris maintenant disponibles depuis la première mesure sur Spot-2 (3 février 1990), des études à long terme de ces petits mouvements de référence peuvent être réalisées. Il sera également possible de les poursuivre au cours des deux prochaines décennies. 

Voir aussi :

 Autres sites sur ce thème :

Référence :

  • Couhert, A., Mercier, F., Moyard, J., & Biancale, R. (2018). Systematic error mitigation in DORIS-derived geocenter motion. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 123. https://doi.org/10.1029/2018JB015453
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