F) Les équinoxes
Même si cette notion de durée des journées – équinoxes - solstices paraît simple et naturelle, elle est moins évidente que l’on peut croire. Également, ces trois notions sont intimement liées et doivent donc être traitées ensemble.
Contrairement à ce que l’on pourrait penser la durée d’une journée n’est pas sempiternellement identique au fil du temps. Une nouvelle étude publiée dans les Actes de l'Académie Nationale des Sciences Américaine montre qu'il y a 1,4 milliard d'années, une journée sur Terre durait environ 18,7 heures.
Nous savons que la Lune s’éloigne régulièrement de la Terre chaque année (3,78 cm). Cet éloignement perturbe l’équilibre rotatif entre la Terre et la Lune. L’éloignement progressif de la Lune ralentit progressivement la rotation de la Terre. Cette dernière réagit comme une patineuse artistique qui ralentit en étirant ses bras ; la rotation ralentit. Autrement dit, les jours s’allongent.
Mais les choses ne sont pas si simples. Si la Lune est à la distance actuelle de la Terre, et si au cours du temps elle s’est éloignée de la Terre de 3,78 cm par an, ceci signifie qu’au départ elle était toute proche de la Terre, tellement proche qu’elle serait entrée en collision avec la Terre. Il y a donc des phénomènes qui nous échappent encore.
Les équinoxes et solstices rythment le passage des saisons les unes après les autres et correspondent, au point de vue astronomique, également à des événements particuliers.
Comme nous l’avons vu ci-dessus l’axe de rotation de la Terre varie entre + 23,5° et -23,5°. Cet écart correspond tout à fait à la latitude du tropique du Cancer pour l’hémisphère nord, et du capricorne pour l’hémisphère sud.
Nous avons vu également plus haut que la chaleur sur la Terre est directement liée à la déclinaison du Soleil.
Alors, comme on le comprend tout de suite, les saisons sont inversées dans les hémisphères nord et sud. Les équinoxes se produisent deux fois par an, la première entre le 20 et 22 mars et la deuxième entre le 21 et 23 septembre. Pour notre pays, en France, l’équinoxe de mars est évidemment celui du printemps (appelé aussi équinoxes vernal) et celui de septembre est l’équinoxe d’automne.
Pendant les équinoxes le Soleil passe au zénith juste au-dessus de la tête d’un observateur qui se situerait sur l’équateur. À midi donc, le Soleil ne provoque aucune ombre. Au-dessus de l’Équateur et au zénith, le Soleil éclaire les hémisphères nord et sud de façon symétrique sur toute sa trajectoire. Sur le schéma ci-dessous, l’observateur est représenté par un arbre.
Durant un équinoxe, la durée du jour et celle de la nuit sont les mêmes.
Un équinoxe est l'opposé d'un solstice. C'est le temps où le soleil est à son plus petit éloignement de l'équateur, à la verticale de celui-ci (21–23 mars et 22–24 septembre). L'équinoxe de printemps définit la fin de l'hiver boréal – hémisphère nord - ou de l'été austral – hémisphère sud ; l'équinoxe d'automne la fin de l'été boréal (ou de l'hiver austral).
Les marées sont semi-diurnes au voisinage des équinoxes avec les marées de grandes vives-eaux, d'amplitudes maximales.
Les équinoxes sont utilisés pour définir le début du printemps et l'automne dans chaque hémisphère.
G) Durée d’une journée
La durée du jour n’est pas la même partout dans le monde et en toutes saisons parce que la Terre tourne sur elle- même tout en étant inclinée par rapport au Soleil. En effet, l’axe de rotation de la Terre est incliné d’une valeur de 23,5° par rapport à la verticale comme nous l’avons vu. Ainsi, la durée des jours et des nuits est inégale.
Le jour le plus court est marqué par le phénomène astronomique du solstice d’hiver. A ce moment là, c’est la plus courte journée de l’année en terme de luminosité.
Le solstice d’été correspond au moment de l’année où le Soleil monte au plus haut dans le ciel et éclaire pendant une durée maximale l’un des deux hémisphères : c’est donc le jour le plus le long de l’année. Dans l’hémisphère nord, il se produit le 21 ou le 22 juin; dans l’hémisphère sud, le 21 ou le 22 décembre. Ci-dessous, un petit film qui explique très simplement les différences de durées des journées.
