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Marée terrestre
                                     

ⓘ Marée terrestre

La marée terrestre est lexpression de la force de marée sur la Terre solide. Elle est due comme pour les marées océaniques, aux forces de gravitation de la Lune et du Soleil. Lamplitude de la marée terrestre, mesurée par satellite, peut dépasser le mètre.

La marée terrestre se définit comme une marée solide, attribut qui peut par ailleurs se rapporter à tout autre corps planétaire.

                                     

1.1. Effets Marée gravimétrique et pesanteur

Les forces de marée astronomique modifient directement le vecteur de la pesanteur en norme et en direction. Les forces de marée gravimétriques sont de l’ordre de 0.25×10 -6 x g. Les relevés se font désormais par gravimètre à supraconductivité. Sous l’action de la marée gravimétrique une masse de quatre Tonnes voit son poids varier de un gramme.

                                     

1.2. Effets Résonance spin-orbite des planètes

Les marées solides dans les planètes et les lunes, ainsi que dans les étoiles binaires et les astéroïdes binaires, jouent un rôle clé dans la dynamique à long terme des systèmes planétaires. Par exemple, cest à cause des marées solides dans la Lune, quelle est capturée dans la résonance spin-orbite 1:1 et nous montre toujours un côté. En raison des marées solides qui sy trouvent, Mercure est piégé dans la résonance spin-orbite 3: 2 avec le Soleil. Pour la même raison, on pense que de nombreuses exoplanètes sont capturées dans des résonances spin-orbite supérieures avec leurs étoiles hôtes.

                                     

1.3. Effets Volcanologie

Les volcanologues utilisent les mouvements réguliers et prévisibles des marées terrestres pour tester et calibrer les instruments de surveillance de la déformation des édifices volcaniques. Ces marées sont aussi suspectées de pouvoir déclencher des événements volcaniques. Les sismologues ont déterminé que les événements microsismiques sont corrélés aux variations de marée en Asie centrale au nord de lHimalaya.

                                     

1.4. Effets Hydraulique souterraine

La circulation de leau libre dans les aquifère est principalement tributaire de phénomènes de grande ampleur comme les cycles climatiques et les pompages. Des variations plus discrètes sont aussi induites par les variations de la pression atmosphérique; pour les aquifères en contact avec la mer, par les marées océaniques; et par les marées terrestres.

                                     

1.5. Effets Précision des instruments

Lamplitude semi-diurne des marées terrestres peut atteindre environ 55 cm 22 po à léquateur, ce qui est important dans le système de positionnement global, linterférométrie à très longue base et les mesures de télémétrie laser sur satellite. De plus, pour effectuer des mesures angulaires astronomiques précises, il faut connaître le taux de rotation de la Terre durée du jour - Fluctuation de la durée du jour en) - précession et nutation en), qui est influencé par les marées terrestres ce quon appelle la marée polaire.

Les marées terrestres doivent également être prises en compte dans le cas de certaines expériences de physique des particules. Par exemple, au CERN ou au SLAC National Accelerator Laboratory, les très gros accélérateurs de particules ont été conçus en tenant compte des marées terrestres pour un bon fonctionnement. Parmi les effets à prendre en compte figurent la déformation de la circonférence pour les accélérateurs circulaires et lénergie du faisceau de particules: les marées terrestres on des effets mesurables importants sur lénergie des faisceaux de particule du Grand collisionneur électron-positron dur CERN qui obligent à tenir compte des phases de la lune pour son étalonnage; sur les 27 km de circonférence du LEP, les déformation induites par les phases de la lune modifient de 1 mm la circonférence du LEP. Les variations relatives de distance entre deux points voisins de la croûte terrestre sous leffet des marées gravimétriques ne sont que de l’ordre de 0.05 part par million 5.10 -8 de la longueur, soit 1µm pour 20m.



                                     

1.6. Effets Influence sur la végétation

Vu lextrême faiblesse des changements exercés par les marées terrestres, la gravimétrie a un rôle improbable à un niveau physique ou biologique. Toutefois certaines études, ont mis en évidence une interactivité des plantes avec les marées terrestres, qualifiée de corrélative et circonstancielle.

                                     

2. Force de marée

La marée terrestre est le déplacement de la surface de la Terre solide en provoqué par la gravité de la Lune et du Soleil. Son composant principal a une amplitude en mètre sur des périodes denviron 12 heures et plus. Les principaux constituants de la marée terrestre sont semi-diurnes en, mais il y a aussi des contributions diurnes, semi-annuelles et bimensuelles importantes.

Bien que le forçage gravitationnel provoquant les marées terrestres et les marées océaniques soit le même, les réponses sont assez différentes.

La plus grande des forces gravitationnelles périodiques provient de la Lune, mais celle du Soleil est également importante. Les images ici montrent la force de marée lunaire lorsque la Lune apparaît directement au-dessus de 30 ° N ou 30 ° S. Ce motif reste fixe avec la zone rouge dirigée vers ou directement loin de la Lune. Le rouge indique une traction vers le haut, le bleu vers le bas. Si, par exemple, la Lune est directement au-dessus de 90 ° O ou 90 ° E, les zones rouges sont centrées sur lhémisphère nord ouest, en haut à droite. Rouge haut, bleu bas. Si, par exemple, la Lune est directement au-dessus de 90 ° O 90 ° E, le centre de la zone rouge est de 30 ° N, 90 ° O et 30 ° S, 90 ° E, et le centre de la bande bleuâtre suit la grande cercle équidistant de ces points. À 30 ° de latitude, un fort pic se produit une fois par jour lunaire, ce qui donne une force diurne importante à cette latitude. Le long de léquateur, deux pics et dépressions de taille égale transmettent une force semi-diurne.



                                     

3. Marée solide

La marée terrestre englobe tout le corps de la Terre et nest pas entravée par la mince croûte terrestre et les masses terrestres de surface, à des échelles qui rendent la rigidité de la roche non pertinente. Les marées océaniques sont la conséquence de la résonance des mêmes forces motrices, avec les périodes de mouvement de leau dans les bassins océaniques, accumulées sur plusieurs jours, de sorte que leur amplitude et leur timing sont assez différents, et varient sur de courtes distances de quelques centaines de kilomètres seulement. Les périodes doscillation de la Terre dans son ensemble ne sont pas proches des périodes astronomiques, donc sa flexion est due aux forces du moment.

Les composantes de la marée, avec une période proche de douze heures, ont une amplitude lunaire distances de renflement de la Terre/dépression qui est un peu plus de deux fois la hauteur des amplitudes solaires, comme indiqué dans le tableau ci-dessous. À la nouvelle lune et à la pleine lune, le soleil et la lune sont alignés, et les maxima et minima de marée lunaire et solaire renflements et dépressions sadditionnent pour obtenir la plus grande amplitude de marée à des latitudes particulières. Aux phases du premier et du troisième quartiers de lune, les marées lunaires et solaires sont perpendiculaires et lamplitude des marées est au minimum. Les marées semi-diurnes passent par un cycle complet une marée haute et une marée basse environ une fois toutes les 12 heures et un cycle complet de hauteur maximale une marée printanière et une marée basse environ une fois tous les 14 jours.

La marée semi-diurne un maximum toutes les 12 heures environ est principalement lunaire seul S 2 est purement solaire et donne lieu à des déformations sectorielles qui montent et descendent en même temps le long de la même longitude. Les variations sectorielles des déplacements verticaux et est-ouest sont maximales à léquateur et disparaissent aux pôles. Il y a deux cycles le long de chaque latitude, les renflements opposés et les dépressions également opposées. La marée diurne est lunisolaire et donne lieu à des déformations tessérales. Le mouvement vertical et est-ouest est maximal à 45 ° de latitude et nul à léquateur et aux pôles. La variation tessérale a un cycle par latitude, un renflement et une dépression; les renflements sont opposés antipodaux, cest-à-dire la partie ouest de lhémisphère nord et la partie est de lhémisphère sud, par exemple, et de même les dépressions sopposent, la partie est de lhémisphère nord et la partie ouest de lhémisphère sud, dans ce cas. Enfin, les marées bimensuelles et semi-annuelles ont des déformations zonales constantes le long dun cercle de latitude, car la gravitation de la Lune ou du Soleil est dirigée alternativement loin des hémisphères nord et sud en raison de linclinaison. Il ny a aucun déplacement vertical à 35°16 de latitude.

Étant donné que ces déplacements affectent la direction verticale, les variations est-ouest et nord-sud sont souvent tabulées en millisecondes pour une utilisation astronomique. Le déplacement vertical est fréquemment tabulé en μgal, car le gradient de gravité dépend de lemplacement, de sorte que la conversion de distance nest que denviron 3 μgal par cm

                                     

4. Autres contributeurs de la marée terrestre

Dans les zones côtières parce que la marée océanique est tout à fait en décalage avec la marée terrestre, à marée haute il y a un excès ou à marée basse un déficit deau sur ce que serait le niveau déquilibre gravitationnel et le sol adjacent descend ou monte en réponse aux différences de poids qui en résultent. Les déplacements causés par la charge de marée océanique peuvent dépasser les déplacements du corps terrestre dus à la marée. Les instruments sensibles loin à lintérieur des terres doivent souvent apporter des corrections similaires. Les charges atmosphériques et les tempêtes peuvent également être mesurables, bien que les masses en mouvement soient moins lourdes.

                                     

5. Bibliographie

  • André Libault, "Gravimétrie et marées terrestres.", Annales de géographie, vol. 61, n o 324,‎ 1952, p. 154–155 lire en ligne, consulté le 20 mai 2020
  • McCully, James Greig, Beyond the Moon, A Conversational, Common Sense Guide to Understanding the Tides, World Scientific Publishing Co, Singapour, 2006.
  • Wylie, Francis E, Tides and the Pull of the Moon, The Stephen Greene Press, Brattleboro, Vermont, 1979.
  • Paul Melchior, Earth Tides, Pergamon Press, Oxford, 1983.
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