La précession des équinoxes: ce qu’elle est, sa durée et ses effets

Comme vous le savez certainement la Terre (dans l’espace) bouge. Le premier mouvement est la rotation diurne, c’est-à-dire la rotation qu’elle effectue chaque jour autour de son axe, comme un ballon de basket qui tourne sur le doigt d’un joueur.

Un autre mouvement est la révolution annuelle de la Terre autour du Soleil, le temps qu’il lui faut pour effectuer une orbite : notre année. Tout cela a des effets évidents sur notre vie quotidienne. Mais il existe un troisième mouvement de la Terre, appelé précession des équinoxes que nous allons vous expliquer en détail maintenant.

Qui a découvert la précession des équinoxes?

La découverte du mécanisme de la précession des équinoxes est attribuée à Hipparque de Nicée (190 av. J.-C. – 120 av. J.-C.), mathématicien et astronome de l’Antiquité.

La plupart des informations dont nous disposons à son sujet nous sont parvenues grâce à l’Almageste de Ptolémée, qui cite son ouvrage intitulé Sur les variations [de position] des points équinoxiaux.

Hipparque a calculé avec précision la durée de l’année tropique, c’est-à-dire le temps mis par le Soleil pour revenir à la même position, vue de la Terre, le long de l’écliptique, et qui a pour point zéro le point du Bélier (point γ) ou équinoxe de printemps. C’est le point qui introduit le printemps astronomique et c’est l’un des deux, l’autre étant le point de la Balance (point Ω) ou équinoxe d’automne, où l’équateur céleste croise l’écliptique.

Hipparque a découvert la précession en comparant ses mesures de la longitude des étoiles avec des mesures antérieures.

Il a constaté qu’elles différaient toutes d’environ deux degrés. En revanche, les latitudes célestes étaient restées pratiquement inchangées.

La précession des équinoxes: ce qu’elle est et comment elle fonctionne

Essayons, d’expliquer le concept de précession des équinoxes le plus simplement possible, car comme vous l’imaginiez l’étude théorique peut-être diablement complexe.

Comme on le sait, notre planète Terre, au cours de son mouvement orbital autour du Soleil, tourne sur elle-même, autour de ce que l’on appelle, par un petit effort d’imagination, l’axe de rotation. Nous savons tous que cette rotation se produit en un jour et qu’elle est évidemment responsable de l’alternance quotidienne du jour et de la nuit.

Nous savons également que si nous prolongeons l’axe de rotation de la Terre jusqu’à la sphère céleste, nous localiserons ce que l’on appelle le pôle céleste Nord (que, pour des raisons de simplicité, nous appellerons ainsi), actuellement très proche d’une étoile d’à peine deuxième magnitude, située dans la constellation de l’Ursa Minor, la fameuse étoile polaire.

Comme tous les phénomènes et événements de la nature, la rotation de la Terre n’a rien d’immuable, au contraire, ses caractéristiques varient au fil du temps.

Dès les premières études scientifiques au collège ou au lycée, on apprend que le mouvement de rotation de la Terre subit une variation très lente dans le temps : on nous donne immédiatement la comparaison assez convaincante et facile à vérifier (puisque nous en avons certainement eu une parmi nos jouets d’enfants) de ce qui se passe avec une toupie.

Si nous la faisons tourner, nous constatons que, pendant un certain temps, elle reste imperturbable et tourne sur elle-même, mais si nous intervenons en lui donnant quelques coups ou si nous attendons que sa vitesse diminue, la toupie semble presque devenir folle, tournant non pas sur elle-même, mais avec un mouvement conique, dont le sommet se trouve à l’endroit où la toupie touche le plan d’appui.

Peu après, nous savons que la toupie mettra fin de façon peu glorieuse à son mouvement tourbillonnant en tombant sur le plan de support, en effectuant quelques tours chaotiques sur elle-même, puis en s’arrêtant inexorablement.

En particulier, c’est précisément ce mouvement conique qui est appelé mouvement de précession de l’axe de rotation de la Terre : en fait, même notre planète tourne autour de son propre axe selon un mouvement quelque peu chaotique, mais qui peut être rapproché (en première analyse) à celui de notre toupie.

D’un point de vue plus scientifique, la précession des équinoxes est due à la double attraction gravitationnelle que la Terre de subit la part du Soleil et de la Lune, ainsi qu’à la rotation rapide de la Terre sur elle-même. Comme les distances entre le soleil, la terre et la lune varient en raison des mouvements de ces étoiles, l’attraction de ces étoiles sur la terre varie également, ce qui provoque des oscillations dans la trajectoire conique de l’axe de la terre avec une périodicité de 18 2/3 ans, appelées « nutations ».

Quelle est la durée de ce mouvement?

Nous comprenons à présent que le temps nécessaire pour accomplir ce mouvement s’appelle donc le mouvement de précession des équinoxes et il dure 26 mille ans! C’est beaucoup, d’accord.

En fait, ce mouvement de l’axe fait que chaque année le point d’équinoxe précède le point d’équinoxe de l’année précédente d’environ 20 minutes, ce qui correspond à un arc sur l’orbite de la révolution terrestre de 50 secondes de degré.

Dans environ 13 000 ans, les équinoxes changeront: le 23 septembre sera l’équinoxe de printemps et le 21 mars l’équinoxe d’automne.

Précession des équinoxes: effets et conséquences

Tout d’abord, l’effet de la précession des équinoxes sur le climat est beaucoup plus important qu’on ne le pense. Actuellement, le pôle nord pointe vers le Soleil en juin, au moment du solstice.

C’est également le moment où la Terre est la plus éloignée du Soleil, dans une position appelée aphélie.

Cependant, en raison de la précession, il y a environ 10 000 ans, le pôle Nord était incliné vers le Soleil au périhélie, lorsque le Soleil et la Terre sont les plus proches.

Les étés de l’hémisphère nord étaient donc un peu plus chauds, ce qui a eu une influence sur la quantité d’humidité en Afrique du Nord et pourrait être lié à la désertification et au reverdissement du Sahara sur un cycle d’environ 10 000 ans. Le phénomène de précession des équinoxes affecte également le calendrier des saisons.

La date de l’équinoxe de printemps, par exemple, est mesurée en fonction de la position du soleil en un point précis du ciel. La précession déplace légèrement ce point chaque année et, au fil des siècles, décale les dates des équinoxes et des solstices de quelques semaines et de quelques mois.

Pour en tenir compte, les astronomes utilisent l’année dite tropique, qui se mesure d’un équinoxe à l’autre…sinon, l’hiver boréal finirait par se produire en juin. Eh oui, même le calendrier n’est pas éternel!