Chaque mois, la lune connaît plusieurs phases : de nouvelle lune à pleine lune, elle croît puis décroît en suivant un cycle continu de transformation. Cependant les Humains ont très vite remarqué qu’à travers ces phases c’était toujours la même face qu’elle présentait à la Terre.
Depuis la Terre, nous voyons toujours la même face lunaire, car la Lune tourne sur elle-même dans le même temps qu’elle tourne autour de notre planète. « L’une des faces de la Lune est donc toujours orientée dans le sens opposé à la Terre. Mais cela n’a pas toujours été le cas », rappelle l’astrophysicienne Athéna Coustenis, directrice de recherche au CNRS au sein du Laboratoire d’études spatiales et d’instrumentation en astrophysique (LESIA) à l’Observatoire de Paris.
Dans un passé très lointain, la Lune n’avait pas de face invisible pour les espèces qui peuplaient alors la Terre. Elle tournait sur elle-même plus vite qu’aujourd’hui. Elle déroulait nuit après nuit l’ensemble de sa surface aux yeux d’un observateur depuis la Terre
Mais le jeu d’attraction entre Terre et Lune a progressivement conduit à leur rotation synchrone. « Ce phénomène est le résultat d’une longue influence liée à l’attraction universelle entre deux corps décrite par le physicien Isaac Newton. L’attraction gravitationnelle ne se contente pas d’influencer la marche des océans terrestres, elle a conduit également à déformer la géologie des deux astres, aboutissant à leur synchronisation »
Tout d’abord, la distance entre la Terre et la Lune n’est pas constante. En effet, l’orbite de notre satellite naturel n’est pas un cercle parfait. Ainsi, lorsqu’elle tourne autour de la Terre la Lune en est au plus près (en arrondissant) à 362 600 km et au plus loin à 405 400 km. Cela fait tout de même 42 800 km de différence !
Mais ce n’est pas tout. Si on fait la moyenne, on constate que la Lune s’éloigne de 3,8 cm par an de la Terre. Pourquoi ? À cause des marées. Du fait de sa force d’attraction gravitationnelle, la Lune attire vers elle les mers et les océans, provoquant les marées (le Soleil joue aussi un rôle). On notera d’ailleurs que l’effet de marée déforme aussi la croûte terrestre, mais celle-ci étant moins « élastique » qu’un liquide, l’effet ne se ressent pas.
Cette déformation de notre planète le long de l’axe Terre-Lune se traduit par des frottements et donc par une dissipation d’énergie sous forme de chaleur ce qui a des conséquences sur les équilibres orbitaux des deux corps (en physique, rien ne se perd ou ne se crée, tout se transforme).
Du coup, la rotation de la Terre ralentit de 2 millièmes de seconde par siècle et la Lune s’éloigne en moyenne de 3,8 cm par an. Cette « fuite » de notre satellite a été mesurée grâce à des réflecteurs laser posés sur la Lune par les astronautes lors des missions américaines Apollo ou par d’autres, embarqués sur les rovers soviétiques Lunokhod.
Depuis un observatoire terrestre, on tire avec un laser vers ces réflecteurs et en chronométre la durée de l’aller-retour (la lumière se déplace à 300 000 km/s donc cela prend un peu plus de 2 secondes) on en déduit la distance Terre-Lune avec précision.
Pour humains, les conséquences de cette « fuite » de 3,8 cm par an restent comme on le devine très limitées pour ne pas dire inexistantes. Cependant, les astronomes ont calculé qu’à force de s’éloigner, la Lune apparaîtrait un jour définitivement trop petite dans le ciel pour cacher complètement le Soleil lors des éclipses. Cela devrait se produire dans environ… 600 millions d’années.
Voir aussi
The moon inside may be lopsided
Newscientist 24 may 2025
Europe Solidaire 