{"id":117865,"date":"2013-05-14T17:36:07","date_gmt":"2013-05-14T20:36:07","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=117865"},"modified":"2013-06-27T19:05:14","modified_gmt":"2013-06-27T22:05:14","slug":"la-terre-modelee-par-la-gravite","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/la-terre-modelee-par-la-gravite\/","title":{"rendered":"La Terre model\u00e9e par la gravit\u00e9"},"content":{"rendered":"

Publi\u00e9 en mars 2011<\/em><\/p>\n

\"\"EDUARDO CESAR<\/span>Comme pour Newton, la gravit\u00e9 continue \u00e0 exciter l\u2019imagination, menant \u00e0 des conclusions d\u00e9routantes. L\u2019une d\u2019entre elles : celui qui voyage en bateau de la ville du Cap en Afrique du Sud, \u00e0 Bel\u00e9m, dans l\u2019\u00c9tat du Par\u00e1, va parcourir une descente imperceptible. \u00c0 cause des diff\u00e9rences de masse de la plan\u00e8te sur le trajet entre ces deux villes (et, donc, des variations du champ de gravit\u00e9 de la Terre), le niveau de la mer au port du sud de l\u2019Afrique du Sud est \u00e0 70 m\u00e8tres au-dessus de la hauteur de la mer \u00e0 Bel\u00e9m.<\/p>\n

\u00ab Personne ne per\u00e7oit cette diff\u00e9rence de niveau car la distance entre l\u2019Afrique du Sud et le Br\u00e9sil est tr\u00e8s grande, presque 8 000 kilom\u00e8tres \u00bb, assure le g\u00e9ophysicien Eder Cassola Molina, professeur de l\u2019Institut d\u2019Astronomie, G\u00e9ophysique et Sciences Atmosph\u00e9riques (IAG) de l\u2019Universit\u00e9 de S\u00e3o Paulo (USP). \u00ab Cela mis \u00e0 part, la superficie de la mer est courbe puisque notre plan\u00e8te a la forme approximative d\u2019une sph\u00e8re. \u00bb En vue de passer le concours de professeur agr\u00e9g\u00e9, il a \u00e9labor\u00e9 l\u2019ann\u00e9e derni\u00e8re la carte de l\u2019Atlantique Sud qui propose ces conclusions. Actuellement, une version r\u00e9duite en format A4 est affich\u00e9e \u00e0 la porte d\u2019une des armoires de son vaste laboratoire.<\/p>\n

La force gravitationnelle exprime l\u2019attraction physique entre les corps \u2013 et varie selon la masse. La mar\u00e9e oc\u00e9anique est un exemple quotidien de l\u2019action de cette force, r\u00e9sultat de l\u2019interaction gravitationnelle entre la Terre, la Lune, le Soleil et qui fait que la Terre se d\u00e9forme quotidiennement. Capable d\u2019agir sur n\u2019importe quel point de l\u2019Univers, la force de gravit\u00e9 fait en sorte que les corps en chute libre proche de la superficie terrestre souffrent une acc\u00e9l\u00e9ration d\u2019environ 9,8 m\/s2, c\u2019est-\u00e0-dire que leur vitesse de chute augmente de 9,8 m\/s \u00e0 chaque seconde.<\/p>\n

L\u2019acc\u00e9l\u00e9ration de la gravit\u00e9 varie subtilement sur chaque point de la Terre suivant le relief et la densit\u00e9 des roches de son int\u00e9rieur, puisque la distribution de la masse sur la Terre est h\u00e9t\u00e9rog\u00e8ne. Il s\u2019ensuit un effet int\u00e9ressant : \u00ab La distribution de masse de la Terre contr\u00f4le le niveau dans lequel l\u2019eau de mer va se trouver \u00e0 un instant donn\u00e9, puis la superficie instantan\u00e9e de la mer s\u2019ajuste suivant le champ de gravit\u00e9. Ainsi, il y a des hauts et des bas sur la superficie oc\u00e9anique \u00bb, explique Molina. \u00ab Le niveau de la mer n\u2019est pas constant et varie avec le temps et la localisation g\u00e9ographique. En v\u00e9rit\u00e9, il n\u2019existe m\u00eame pas un niveau de la mer, mais un niveau moyen ou un niveau instantan\u00e9 de la mer. \u00bb<\/p>\n

Sur l\u2019un des ordinateurs pr\u00e8s du mur, Cassola Molina montre une autre carte, qui d\u00e9taille les variations de hauteur de l\u2019eau sur la c\u00f4te br\u00e9silienne. Sur cette carte, publi\u00e9e en d\u00e9cembre 2010 dans la revue Journal of Geodynamics, une t\u00e2che rouge au nord-est de la r\u00e9gion Nordeste du Br\u00e9sil repr\u00e9sente une zone sur laquelle l\u2019eau de mer doit \u00eatre 10 m\u00e8tres au-dessus des zones adjacentes, marqu\u00e9es en vert et en bleu. \u00ab Avec une de ces cartes \u00e0 port\u00e9e de main \u00bb, d\u00e9clare Molina, \u00ab le pilote d\u2019une embarcation pourrait d\u00e9vier des zones les plus \u00e9lev\u00e9es m\u00eame sans les voir, et \u00e9conomiser du temps et du carburant \u00bb. M\u00eame en \u00e9tant utile, cette image est n\u00e9anmoins un d\u00e9fi \u00e0 l\u2019imagination, principalement des plus sceptiques qui diront n\u2019avoir jamais vu une pente avec de l\u2019eau qui s\u2019\u00e9coule en plein milieu de la mer.<\/p>\n

En mer et sur terre<\/strong><\/p>\n

\"La

NASA<\/span>La repr\u00e9sentation de la Terre exprime la force de la gravit\u00e9 plus intense dans les r\u00e9gions en rougeNASA<\/span><\/p><\/div>\n

Fernando Paolo, qui actuellement fait son doctorat \u00e0 l\u2019Institut Scripps d\u2019Oc\u00e9anographie aux \u00c9tats-Unis, a pr\u00e9par\u00e9 cette carte en 2010, pendant que Molina, qui \u00e9tait son directeur de recherches, pr\u00e9parait la carte plus grande. Les deux images sont le r\u00e9sultat de la somme de deux sources d\u2019informations, l\u2019une locale et l\u2019autre globale. La premi\u00e8re repr\u00e9sente les appareils qui mesurent la variation du champ de gravit\u00e9, les gravim\u00e8tres, install\u00e9s sur des bou\u00e9es fix\u00e9es \u00e0 l\u2019arri\u00e8re de 300 navires qui ont parcouru la c\u00f4te de l\u2019Afrique et du Br\u00e9sil au cours des 30 derni\u00e8res ann\u00e9es. L\u2019autre correspond aux mesureurs de variation de l\u2019altitude de la mer install\u00e9s sur deux satellites, le Geosat, lanc\u00e9 par la Marine des \u00c9tats-Unis en 1986, et le Satellite Europ\u00e9en de t\u00e9l\u00e9d\u00e9tection (ERS-1), en orbite depuis 1995. \u00ab En utilisant les deux sources d\u2019information, nous avons d\u00e9velopp\u00e9 une m\u00e9thodologie qui nous a permis de d\u00e9couvrir dans certaines r\u00e9gions, comme la plateforme continentale br\u00e9silienne, davantage que les chercheurs qui \u00e9tudient cette m\u00eame r\u00e9gion en employant uniquement des donn\u00e9es de satellites \u00bb, commente Molina.<\/p>\n

La mesure des variations de l\u2019altitude de l\u2019eau de mer en utilisant un satellite peut \u2013 m\u00eame si cela semble \u00e9trange au premier abord \u2013 indiquer des vall\u00e9es ou des collines de la superficie oc\u00e9anique qui ne sont pas d\u00e9tect\u00e9es par d\u2019autres m\u00e9thodes, puisque tout ce que le satellite examine n\u2019a pas \u00e9t\u00e9 \u00e9valu\u00e9 par des relev\u00e9s bathym\u00e9triques, assez co\u00fbteux et difficiles \u00e0 r\u00e9aliser. Sur terre, ce genre de mise \u00e0 niveau, fait par des appareils GPS (syst\u00e8mes de positionnement globaux), qui exige une bonne connaissance du champ de gravit\u00e9, est en train de substituer les mesures de relief par la mise \u00e0 niveau g\u00e9om\u00e9trique classique, obtenues par des \u00e9quipements appel\u00e9s th\u00e9odolites : chaque mesure indiquait les variations de relief environ tous les 100 m\u00e8tres, couvrant peu de kilom\u00e8tres par jour.<\/p>\n

\u00ab Toute \u0153uvre d\u2019ing\u00e9nierie suppose des donn\u00e9es pr\u00e9cises sur l\u2019altitude \u00bb affirme Denizar Blitzkow, professeur de l\u2019\u00c9cole Polytechnique de l\u2019USP. Les instruments avec lesquels il a commenc\u00e9 \u00e0 mesurer les variations de la gravit\u00e9 \u00e0 S\u00e3o Paulo dans les ann\u00e9es 1970 sont aujourd\u2019hui dans le futur mus\u00e9e du g\u00e9nie civil, qui doit ouvrir ses portes cette ann\u00e9e.<\/p>\n

Cette fa\u00e7on de mesurer les variations associ\u00e9es au champ de gravit\u00e9 ajout\u00e9e \u00e0 d\u2019autres techniques a indiqu\u00e9, par exemple, des r\u00e9serves de p\u00e9trole dans des r\u00e9gions du Nordeste br\u00e9silien. La mesure de la variation de masse \u2013 et de la force et de l\u2019acc\u00e9l\u00e9ration de la gravit\u00e9, directement proportionnelles \u00e0 cette masse \u2013 signale \u00e9galement o\u00f9 il peut y avoir des minerais ou des cavernes inexplor\u00e9es, permet d\u2019\u00e9lucider des d\u00e9tails auparavant inexplicables de cartes g\u00e9ologiques, r\u00e9v\u00e9lant des diff\u00e9rences dans l\u2019\u00e9paisseur de la lithosph\u00e8re (la couche superficielle de la Terre) et, enfin, de montrer comment et o\u00f9 la quantit\u00e9 d\u2019eau de r\u00e9servoirs souterrains dans les grands aquif\u00e8res peut osciller au cours de l\u2019ann\u00e9e. \u00ab Il y a juste quelques ann\u00e9es \u00bb, explique Molina, qui a commenc\u00e9 \u00e0 travailler avec la gravim\u00e9trie au d\u00e9but des ann\u00e9es 1980, \u00ab tout cela \u00e9tait impossible \u00bb.<\/p>\n

Les informations de deux nouveaux satellites europ\u00e9ens, le Grace et le Goce, d\u00e9taillent les variations du champ de gravit\u00e9 depuis 2003 et permettent la construction d\u2019une image plus exacte, quoiqu\u2019un peu inconfortable, des formes de la Terre. Les grecs imaginaient la Terre comme une sph\u00e8re parfaite, mais cette perfection s\u2019est d\u00e9faite \u00e0 la Renaissance, \u00e0 mesure que se consolidait la possibilit\u00e9 de la plan\u00e8te tourner continuellement. Newton affirmait qu\u2019en cons\u00e9quence du mouvement de rotation, la Terre devait \u00eatre aplatie.<\/p>\n

Vue de l\u2019espace, la plan\u00e8te continue \u00e0 para\u00eetre une sph\u00e8re quasi parfaite, m\u00eame si les cartes \u00e9tablies sur la base de l\u2019acc\u00e9l\u00e9ration de la gravit\u00e9 repr\u00e9sentent une Terre d\u00e9form\u00e9e, parfois en assumant une forme qui rappelle un c\u0153ur. \u00ab Les satellites nous montrent que nous avions tort. Gr\u00e2ce \u00e0 des mesures plus r\u00e9centes nous avons v\u00e9rifi\u00e9 que la Terre est tr\u00e8s peu aplatie \u00bb explique Blitzkow. La mesure de l\u2019axe de la Terre \u00e0 l\u2019\u00e9quateur a r\u00e9tr\u00e9ci de 250 m\u00e8tres, passant de 6 370 388 m\u00e8tres en 1924 aux actuels 6 370 136,5 m\u00e8tres.<\/p>\n

Depuis 1982 Blitzkow travaille avec des \u00e9quipes de l\u2019IBGE (l\u2019Institut Br\u00e9silien de G\u00e9ographie et de Statistique) sur des cartes de la variation du champ de gravit\u00e9 sur tout le territoire national. La version la plus r\u00e9cente, qui inclut d\u2019autres pays d\u2019Am\u00e9rique du Sud, est sortie en 2010, montrant que la force ou l\u2019acc\u00e9l\u00e9ration de la gravit\u00e9 est inf\u00e9rieure sur une r\u00e9gion qui inclut le Cear\u00e1, une petite partie des \u00c9tats voisins et la r\u00e9gion centrale du pays, jusqu\u2019au nord de l\u2019\u00c9tat de S\u00e3o Paulo.<\/p>\n

Andes et Amazonie\u00a0<\/strong>
\nQuelques jours avant No\u00ebl 2010, une semaine avant le d\u00e9lai final, Gabriel do Nascimento Guimar\u00e3es a pr\u00e9sent\u00e9 \u00e0 Blitzkow la quatri\u00e8me version d\u2019une carte plus d\u00e9taill\u00e9e, avec des variations du champ de gravit\u00e9 de l\u2019\u00c9tat de S\u00e3o Paulo \u2013 r\u00e9sultat de 9 000 points de mesure sur terre, compl\u00e9t\u00e9s par des informations des satellites Grace et Goce. Cette \u00e9tude fait partie du doctorat de Guimar\u00e3es et d\u2019un projet plus vaste, coordonn\u00e9 par Jo\u00e3o Francisco Galera M\u00f4nico, de l\u2019Universit\u00e9 d\u2019\u00c9tat Paulista (Unesp) \u00e0 Presidente Prudente, dirig\u00e9 vers ce que l\u2019on appelle l\u2019agriculture de pr\u00e9cision, qui recherche les meilleures conditions de culture et de cueillette.<\/p>\n

Les cartes g\u00e9od\u00e9siques, faites \u00e0 partir des diff\u00e9rences d\u2019\u00e9l\u00e9ments du champ de gravit\u00e9, masquent les diff\u00e9rences de relief. Sur la carte de la hauteur g\u00e9o\u00efde de l\u2019\u00c9tat de S\u00e3o Paulo, le relief pr\u00e9sente des variations d\u2019\u00e0 peine six m\u00e8tres de hauteur d\u2019Est en Ouest, sans aucun signe des montagnes de 1200 m\u00e8tres d\u2019altitude proches du littoral. Sur la carte de l\u2019Am\u00e9rique du Sud, les r\u00e9gions les plus hautes sont sur les Andes, mais avec uniquement 40 m\u00e8tres au-dessus du niveau z\u00e9ro, qui correspond \u00e0 celui de l\u2019Amazonie.<\/p>\n

Le concept selon lequel l\u2019acc\u00e9l\u00e9ration de la gravit\u00e9 refl\u00e8te la distribution de la masse aide \u00e0 comprendre ces diff\u00e9rences actuellement si petites. \u00ab Les Andes, malgr\u00e9 leurs 6 000 m\u00e8tres d\u2019altitude, ne poss\u00e8dent qu\u2019un peu plus de masse que l\u2019Amazonie \u00bb, explique Blitzkow. \u00ab Si nous pouvions prendre et peser un cylindre de la superficie d\u2019une montagne des Andes et un autre de l\u2019Amazonie, nous verrions que la diff\u00e9rence de poids n\u2019est pas aussi intense que la variation de l\u2019altitude. \u00bb Sur la carte des altitudes g\u00e9o\u00efdes de la Terre, la cordill\u00e8re de l\u2019Himalaya ne d\u00e9passe pas une petite colline.<\/p>\n

Construit par des Allemands et des Nord-am\u00e9ricains, le Grace, abr\u00e9viation de Gravity Recovery and Climatic Experiment, est un ensemble de deux satellites jumeaux, s\u00e9par\u00e9s entre eux de 200 kilom\u00e8tres et qui ont \u00e9t\u00e9 lanc\u00e9s dans l\u2019espace en 2002. Comme ils se trouvent sur une orbite de basse altitude, d\u2019\u00e0 peine 250 kilom\u00e8tres (d\u2019autres satellites avec des fonctions similaires \u00e9taient \u00e0 au moins mille kilom\u00e8tres), ils mesurent les interf\u00e9rences les plus subtiles des montagnes et des vall\u00e9es de la Terre sur la trajectoire de chacun d\u2019eux : les \u00e9quipements de bord enregistrent les variations de mill\u00e9simes de millim\u00e8tres dans la distance entre eux. Le Goce, sigle pour Gravity Field and Steady-state Ocean Circulation Explorer, a \u00e9t\u00e9 construit par la Communaut\u00e9 Europ\u00e9enne et lanc\u00e9 en 2009 pour \u00e9tablir un registre compl\u00e9mentaire, celui de la variation des divers \u00e9l\u00e9ments du champ de gravit\u00e9 par rapport \u00e0 trois axes pr\u00e9\u00e9tablis.
\nL\u2019acc\u00e9l\u00e9ration de la gravit\u00e9 gagne constamment de nouvelles applications. L\u2019origine de la gravit\u00e9, n\u00e9anmoins, diff\u00e9remment de celle d\u2019autres forces, telle l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 et le magn\u00e9tisme, demeure un myst\u00e8re. Personne ne sait comment le Soleil attire la Terre et, dans une proportion moindre, comment la Terre attire le Soleil.<\/p>\n

Le projet<\/strong>
\nGnss : Investigations et applications sur le positionnement g\u00e9od\u00e9sique dans des \u00e9tudes li\u00e9es \u00e0 l\u2019atmosph\u00e8re et \u00e0 l\u2019agriculture de pr\u00e9cision \u2013 n\u00ba 2006\/04008-2 Modalit\u00e9<\/strong> Projet Th\u00e9matique Coordonnateur<\/strong> Jo\u00e3o Francisco Galera M\u00f4nico \u2013 Unesp Investissement<\/strong> 1.279.880,42 r\u00e9aux (FAPESP)<\/p>\n

Article scientifique<\/em>
\nPaolo, F.S.; Molina, E.C. Integrated marine gravity field in the Brazilian coast from altimeter-derived sea surface gradient and shipborne gravity. Journal of Geodynamics<\/strong>. v. 50, p. 347-54. 2010.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"La Terre model\u00e9e par la gravit\u00e9 ","protected":false},"author":17,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[1180],"tags":[],"coauthors":[5968],"class_list":["post-117865","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-sciences"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/117865","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/17"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=117865"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/117865\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=117865"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=117865"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=117865"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=117865"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}